礦井主井提升機綜合后備保護系統的改造探討

摘 要：以往使用的設備，因為使用時間長，當時的技術有限，難以對現在的工作需求給予滿足，所以需要進行改造。礦井主井提升機綜合后備保護系統的安全制動信號、減速信號，在主控系統安全回路以及減速回路的串入，會使設備具備更強的性能。因此，本文針對礦井主井提升機綜合后備保護系統的改造做出了詳細的探究。

關鍵詞：礦井主井提升機;綜合后備保護系統;改造

1 礦井主井提升機綜合后備保護系統的改造分析

某礦山企業(yè)，年產煤300萬t。其中，主井提升絞車，對多繩摩擦式落地提升絞車進行了應用，有4.5m的滾筒直徑，拖動依靠的是1500kW的直流電機。在整個礦井當中，主井提升系統是保障生產必不可少的要道，運行的穩(wěn)定性直接聯系著之后的安全生產等工作。提升機老后備系統的綜合后備保護為M12-3B，已經運行了很多年，單片機控制是其核心，沒有較高的控制精度，對于參數的修改也有一定的困難，配套設備開始老化，導致系統運行存在非常大的安全隱患，所以要對這一設備進行改造，使其性能以及安全性等得到升級。

完善改造之后的系統，對KHTI-19進行了應用，使得提升機綜合后備保護有了很大的提升，主機的使用為更加成熟的工業(yè)自動化控制技術以及全新的機構類型，包括西門子PLC、西門子TP等電路模塊，優(yōu)勢為對于數據的顯示非常直觀，參數修改的過程更加便捷，程序設計沒有較大的困難，無論是穩(wěn)定性還是安全性都十分理想。其中，對人機界面觸摸屏進行了使用，與廉價的數碼管性能向比較，更加直觀、方面。此外，應用的傳感器為技術已經非常成熟的霍爾效應和干簧管傳感器技術，性價比比較高。總之，針對該裝置進行的改造，在品質、性能、安全性等眾多方面都有了很大的提升，有益于將可靠、安全運行進行提升。

2 工作原理

對于KHTI-19的使用，核心便是PLC的主機以及外圍傳感器構成，屬于數字提升行程控制系統，具體的工作原理圖，如圖1所示。

2.1 速度以及行程檢測

KHTI-19型提升機綜合后備保護，計算速度以及行程，需要由磁鋼和雙霍爾探頭以及主機完成，具體的計算公式為：

2.2 后備保護各保護功能的原理分析

2.2.1 深度指標器失效保護

滾筒轉動信號由提升機綜合后備保護當中的PLC接收之后，會依照單位時間對脈沖個數獲取，進而計算容器的實時速度。當深度指標器轉動信號由PLC接收之后，會結合時間單位對脈沖個數的獲取，計算出深度指示器絲杠的轉動速度，這樣兩項速度會在PLC當中有所比較，如果比較之后的結果或PLC沒有對深度指示傳感器檢測的速度信號進行獲取，則視為深度指示器沒有發(fā)揮作用，出現失效。深度指示器發(fā)生失效故障時，PLC需要對提升容器是否進入到減速段進行判斷，如沒有步入到減速段會有聲光報警發(fā)出，以便給司機提示。如果已經進入到減速段，后備保護安全繼電器當中的輸出節(jié)點會與主控系統的安全回路斷開，進而對安全制動進行應用，并將聲光報警發(fā)出。

2.2.2 減速段逐點監(jiān)視保護

減速段具體在2到6點的范圍內。后備保護減速段逐點監(jiān)測保護會對提升機減速段取若干個監(jiān)測點，其中包括：3監(jiān)測點、4監(jiān)測點、5監(jiān)測點和6監(jiān)測點。依照《煤礦安全規(guī)程》當中提出的標準以及規(guī)定，提升機中的減速計算，需要明確3到6的過速值，其中3點的過速值為v1、4點的過速值為v2、5點的過速值為v3、6點的過速值為v6。3-6，4個點在PLC當中設置為中斷點，提升容器的具體行程為3-6時，相對應的行程值便會開啟中斷子程序，該程序會對提升容器的實際速度以及經過詳細計算獲取得過速值v1-v4進行檢測，之后實施比較，一旦提升容器當中的實際速度大于了設定的標準值，后備保護安全繼電器中的輸出節(jié)點便會與主機系統中的安全回路斷開，進而對安全制動進行開啟，同時會有聲光警報發(fā)出。

2.2.3 等速段超速保護

提升機在步入等速段運行之后，后備保護檢測提升容器的具體運行速度以及結合《煤礦安全規(guī)程》計算出來的等速段超速值會開展比較，一旦運行速度大于設定的標準超數值，便說明為等速段超速，這時后備保護安全繼電器中的輸出點會與主機系統中的安全回路斷開，進而對安全制動進行開啟，并有聲光報警發(fā)出。

2.2.4 減速點雙線保護

將后備保護減速開關，在井筒當中安裝。在減速開關有安裝的控制磁鋼經過時，減速開關會輸出一脈沖給后備保護主機，后備保護便可以對提升機是否進入到減速狀態(tài)進行判定。這一過程中，提升主控系統減速點，無論是否有動作，后備保護都會向主控系統當中的減速回路輸出信號，使其開啟自動減速。

2.2.5 過卷保護

后備保護裝置其中的PLC會向絞車滾筒當中安裝的傳感器輸出A、B脈沖，并開展累計計算。在后備保護主機當中，會對正、反向過卷保護的設定動作是進行預設，開展檢測過程中，如果發(fā)現箕斗行程大于正常卸載位置的0.5m時，便判定為過卷事故，那么后備保護安全繼電器當中的輸出節(jié)點會與主控制系統中的安全回路進行斷開，進而對安全制動進行開啟，并有聲光警報發(fā)出。

2.2.6 限速保護

在距離上井口卸載停車位置的5m處，需要對2m/s的限速保護接近開關進行安裝，這樣提升容器當中設置的控制磁鋼在對這一裝置經過后，后備保護會主動對提升機的運行速度進行查看，判定其是否大于設定值，一旦運行速度超過了設定的標準值，則斷定為2m/s限速保護動作，這時后備保護安全繼電器當中的輸出節(jié)點會與主控系統中的安全回路主動斷開，進而將安全自動開啟，并有聲光警報發(fā)出。

2.3 改造結果分析

在對該系統進行改造之后，通過KHTI-19型提升綜合后備保護系統，產生的優(yōu)勢非常突出，例如有著較快的運算速度且智能化比較高，有一定的抗干擾能力，觀看更加直觀方便，采用了全中文液晶顯示屏等，無論是性能還是可靠性，與之前相比都有非常大的優(yōu)化。最關鍵的一點還包括，提升機后備保護與提升機電控系統保護對雙線保護進行了構建，這樣提升機的安全運行便有了更高的可靠性。

3 結語

總之，在對這一系統進行改造之后，系統的運行無異常情況，保護以及減速回落并沒有任何誤動作情況發(fā)生，KHTI-19型提升機后備保護與主機系統的保護對雙線保護進行了構建，其中PLC屬于KHTI-19型提升機后備保護的控制核心，特征為運算精度理想、穩(wěn)定性強，這些裝置對提升系統的安全運行給予了更加高的保障效果。

參考文獻：

[1]夏文輝.關于礦井提升機綜合后備保護裝置的分析與探討[J].中國金屬通報，2018（04）：155+157.

[2]李均生.淺談主井提升機綜合后備保護系統的升級改造[J].科學咨詢（科技·管理），2015（07）：53-54.

[3]楊德.分析煤礦主井提升機綜合后備保護系統的改造[J].科技與企業(yè)，2015（07）：251.

作者簡介：

李彥峰（1977- ），男，山西長子人，2012年1月畢業(yè)于山東交通學院機電一體化，高級技師，現工作單位：潞安集團李村煤礦四大件科，從事機電管理工作。