邢北副井技术协议(doc 13页)(1)

1、河北金牛邢北煤业有限公司副 井 提 升 机 电 控 系 统 改 造技 术 协 议甲方：河北金牛邢北煤业有限公司乙方：天地科技股份有限公司甲乙双方就河北金牛邢北煤业有限公司副井TKSZ-IV提升机电控系统改造项目进行磋商,双方就有关技术内容达成如下契约：1 提升系统主要技术参数 名称项 目单位参 数名称项 目单位参 数 绞车型号2JK-3.5/20钢丝绳规格6（34）-28-170滚筒个数2破断力之和Kgf56300滚筒直径m3.5每米绳重Kg3.214滚筒宽度m1.7每根长度m615最大静张力差（额定/实际）KN115安全系数最大静张力（额定/实际）KN170井筒装备井筒直径m5电机型号直流电

2、动机Z450-2A井筒深度m519功率Kw400罐道根数×长度m额定电压V660V罐道梁规格额定电流A680A罐道梁层×层距m转速rpm655防坠器型号减速机型号制动绳速比20缓冲绳传递扭矩tm运动参数最大速度m/s6轴距m提升距离m519罐笼自重Kg2226一次提升时间s105载重（提大件）Kg3090装卸时间s30一次作业时间s1352 电控系统改造总体方案和改造内容总体技术方案为采用全数字直流拖动计算机控制系统对原有交流提升机电控系统进行改造。其改造内容为：（1）拆除现用的绕线式交流电动机,加装新的电机底座,安装新的直流电动机；（2）利用原有高压进线柜,拆除原有电控系

3、统,安装新的全数字直流提升机电控系统设备装置（包括：1台高压出线柜、低压配电柜、主控柜、电枢整流柜、励磁柜、主回路切换柜、操作台、主整流变压器、快开、电抗器等设备）。3 通过改造可实现的目标采用全数字直流拖动计算机控制系统对原有交流提升机电控系统进行改造,实现提高总体技术水平、提高总体安全可靠性和工作可靠性、节能降耗、提高可维护性等目标。4 新电控系统设备技术条件4.1 使用条件（1）环境条件：电控设备室内安装,其基本工作环境条件如下：海拔高度：1000m 环境温度： 50, > -5 相对湿度： 90 %无显著振动、无冲击振动,周围介质无爆炸危险、无腐蚀金属和毁坏绝缘的气体与尘埃。井筒

4、中和井下采用的电气设备,须满足相应的要求规定,如防尘、防水等。（2）高压电源： 电压： 10KV三相50Hz 电压变动范围：±10%(短时出现±15%的电压波动)接地方式： 中性点不接地（3）低压电源：电压： 380V 三相 50Hz电压变动范围：±10%(短时出现±15%的电压波动)接地方式：中性点直接接地4.2 技术标准和规定本电控系统产品性能和技术参数符合下列文件的规定：煤矿安全规程(2009)金属非金属地下矿山安全规程(GB16424-1996) 冶金地下矿山安全规程直流传动矿井提升机电控设备 第二部分晶闸管电控设备(JB/T6754.2-93)

5、 电磁兼容性： GB/T17626-4-99 标准最严酷等级矿山电力设计规范(GB50070-94) 低压配电设计规范(GB50054-95)工业企业噪声控制设计规范（GBJ8785） 现行国家电工委员会及其它有关标准 进口电气设备遵守国际电工委员会IEC标准5 主要技术要求（1） 改造后的电控系统必须符合煤矿安全规程（2009年版）,及国家和行业相关规范标准的要求。（2） 系统设备应技术先进、经济实用、安全可靠、维修方便,能满足生产需要。（3） 直流调速系统主回路采用磁场恒定电枢可逆串联12脉动方式,根据直流电动机容量和提升能力需要配置主回路设备（包括高低压配电、整流装置、整流变压器、电抗器

6、、快开等）,具备足够的过载能力和安全系数；分别设置电枢回路、励磁回路接地保护装置和过压保护装置。（4） 直流调速系统采用ABB公司DCS800全数字直流调速装置(要求具有足够富余量),实现转速、电流双闭环控制,无静差调速；实现提升机四象限运行,加减速平稳,速度连续平滑过渡,超调量小于5%,系统运行稳定。（5） 主控系统采用西门子公司S7-300PLC（备用20%I/O）,实现操作控制效用和监视保护及安全回路。（6） 主控系统具有半自动、手动、检修、调绳、应急及特殊工况运行等控制效用。（7） 主控系统具有过卷、等速段超速、减速段超速、低速超速等保护试验效用。（8） 主控系统监视保护齐全,动作可靠

7、,涉及安全的测量环节、监视环节及安全回路应采用双线制原则组成,形成双PLC安全回路和继电器安全回路。（9） 主控系统以PLC实现提升过程的位置控制,提升速度满足速度图的要求,能实现最佳S形曲线,实现全数字行程闭环控制,确保准确停车。（10） 主控系统满足液压站控制和保护要求,实现工作制动的手动和自动控制及一级和二级安全制动控制效用。（11） 主控系统预留与信号系统、液压站的接口,接口具体内容双方商定。（12） 主控系统满足直流电机冷却风机等辅助设施的控制和保护要求,具有电机定子温度显示和超温保护。（13） 主控系统PLC装置有防止强电窜入的保护设施。（14） 运行参数和全部设备状态及故障信息可

8、实时动态地在上位机触模屏上显示,具有存储记忆效用。（15） 电控系统应满足提升信号的基本要求,实现提升方向闭锁、开停信号闭锁、运行速度闭锁、检修信号闭锁、急停信号闭锁等。（16） PLC控制系统应采取综合抗干扰措施,应满足电磁兼容性相关标准要求,达到GBT17626.4标准最高严酷等级(4000伏)。6 新电控系统配套设备技术要求6.1 高压配电 新配套1台高压柜（GG1-A）。实现两路高压电源进线,两路出线为整流变压器馈电柜。主控PLC对各回路的工作及故障状态进行监视显示。6.2 低压配电 选用1台低压配电柜,两路380V交流进线,手动切换,经各开关向电控系统、励磁、辅机及其它用电设备的38

9、0220V配电,另配置信号系统交流127V电源（2KVA）、松绳开关交流36V电源（200VA）。其技术要求为：1) 根据各用电设备要求装设自动空气开关或断路器、接触器、继电器、控制开关等。2) 装设电压,电流测量仪表,具有过流等保护效用3) 配电装置的馈出应留有足够的备用回路。4) 主控PLC对各回路的工作及故障状态进行监视显示。6.3 不间断电源和直流电源 控制电源的性能、可靠性直接影响系统的工作可靠性,控制电源必须具备高可靠性、高抗干扰能力,同时须具有供电的连续性,并留有足够余量。本电源配置方案如下：（1） 配置1台2KVA的隔离变压器、1台2KVA不间断电源（UPS）为系统中的控制电源

10、供电,当主电源故障时可自动转换,使其用电电源不间断,不受外界干扰直到提升机停车和施闸。（2） 电控装置中根据需要配置相应的稳定可靠的直流电源,主要选用开关电源和线性电源。每路电源均在交流进线侧设置电源滤波器,并对电源的输出进行电压监视和接地监视。6.4 直流电动机 型号：Z450-2A 功率：400 kW 额定转速：655rpm电枢参数：额定电压： 660V 额定电流：约680A 励磁参数：220V 30A（预计值）电机中预埋温度检测传感器,电控系统配套温度监视保护。6.5 电枢整流变压器 电枢整流变压器选用2台环氧树脂浇注整流变压器, F级绝缘。预置温度检测传感器以检测整流变压器的温度,配套

11、温度监视保护装置,并将报警（> 90）、跳闸（> 100）信号接点输出到主控。电枢整流变压器主要参数：型号：ZSC630/10-0.34 连接组别： Dy-11 容量：315KVA变比：10KV/340V ±5% 阻抗： 6%6.6 励磁整流变压器 励磁整流变压器选用一台干式整流变压器, F级绝缘。主要参数： 连接组别：Dy-11 容量：10KVA；变比：380V/220V 阻抗： 4%6.7 电抗器 采用1台铁心电抗器,用于电枢电流平波。参数为：额定电压：750V 额定电流：830A 电抗：1.5 mh 30%饱和6.8 直流快开 采用一台DS12-10/08型快开,用

12、于保护电机和整流装置,防止过流时对设备的损坏。额定电压：800V 电流整定范围：800 A-2500 A 工作电压：交流220V6.9 直流调速控制装置 采用ABB公司DCS800系列全数字直流调速控制装置,主回路采用磁场恒定电枢可逆12脉动方式。直流调速控制装置的主要效用： （1） 电枢电流、励磁电流、速度自动调节控制,保证优良的控制性能。（2） 具有电流自适应和速度自适应效用,可预设速度基准值、电流限幅值等参数,并可限制加减速过程的冲击,保证系统有良好的稳定性和精度。（3） 具有抑制机电共振动能,以及多种补偿效用。（4） 具有多种故障自诊断及故障按顺序记忆与故障性质的记忆效用,便于维护及故

13、障排除。监视和保护效用包括：主电源过压、欠压、相序错等；电枢过流、过压、电枢电流波动较大等；励磁过流、过压、欠励磁等；电机过载、堵转等等。6.9.1 电枢整流装置 电枢整流装置采用2台ABB公司生产的DCS800系列功率单元组成串联12脉动方式,可实现单台6脉动全载半速运行。型号： DCS802-1500-41 2台单台额定输出电压：±330V 单台额定输出电流：±1500A两台串联额定输出电压：±660V 两台串联额定输出电流：±1500A接线方式为单台三相全控桥6脉动,两台可串联为串联12脉动方式。配套整流装置过压保护。6.9.2 励磁整流装置励磁整

14、流装置采用2台进口ABB公司DCS800系列功率单元,一用一备。型号： DCS801-0050-51 2台额定输出电压： 220V 额定输出电流： 50A接线方式为三相全控桥6脉动。配套过压保护装置型号： DCF505-0140-51 1台6.9.3 过压保护装置配套2台过压保护装置。内部包含RC保护和浪涌保护单元,吸收过电压和浪涌电压,保护晶闸管整流装置以及主回路电气设备。本装置置于整流变压器二次测。6.9.4 主回路切换装置配套1台主回路切换装置。采用大电流刀闸实现12脉动和6脉动之间的切换,实现6脉动下全载半速运行。6.10 计算机主控系统装置 计算机主控系统装置包括PLC主控柜、继电控

15、制柜、操作台,主要由两套西门子公司生产的S7-300PLC(留有20%的I/O富裕量)和控制电器组成,完成提升行程速度控制、系统操作控制、系统监视、系统保护等效用,实现对调速系统装置、制动系统设备、辅机等设备的协调控制,实现提升机按照各种工况要求正常运行；同时实现对提升运行和系统设备的状态和故障的监测,识别故障和第一故障,进行报警和显示,并根据故障的类型实施相应的控制。6.10.1 提升行程速度控制 主要由主控PLC（PLC1）实现,主要完成以行程为变量的S形曲线速度给定效用,并和主控监视PLC（PLC2）组成双线制监视和保护,主要效用： 测量 行程和速度等运行参数测量；行程测量值通过井筒开关

16、按实际值校正。 产生行程控制信号 根据所测行程产生各相应控制信号,如减速点、停车点等。 速度给定 全行程自动生成以行程为自变量的S形曲线速度给定值,输出至晶闸管整流调速装置,控制提升机运行速度。 监视和保护 由双PLC组成冗余监视环节,主要监视有等速超速、减速限速、爬行超速、过卷、错向及校正失效、校正超差以及PLC故障等。 假井口试验 通过启动一个试验开关,人为缩短最大提升行程,可安全的进行各种保护模拟试验,包括等速超速、减速限速、爬行超速、过卷、错向等。6.10.2 操作控制操作控制包括对调速系统装置、制动系统设备、辅机等设备的协调控制,主要由PLC1和相应的继电回路实现,包括：接受和处理提

17、升信号、运行模式信号、调速装置运行、封锁和工作制动控制等信号；各控制电器闭合、分断控制、调速装置工作、闭锁控制、工作制动控制；各控制、运行信号及设备控制的闭锁等等。提升机运行控制模式 系统运转状态：提物（全速）、提人（可设定）、下大件（可设定）、检修（可设定）、应急（1m/s） 系统控制方式选择：半自动控制、手动控制、检修运行控制 其它控制运行模式：慢速运行控制、应急运行控制、停车点旁路运行控制、过卷旁路运行控制、调闸控制（调试液压站或者闸间隙）、调绳控制、闸试验效用控制、超载低速运行控制等。6.10.3 设备和运行状态的监视设备和运行状态的监视由PLC1、PLC2、调速控制计算机、继电器等配

18、合实现,组成多重安全监视。采用相关的测量和传感组件组成各类监视信号源,这些监视信号经变换隔离输入主控计算机PLC1,与安全有关的信号同时输入至PLC2。两PLC采用专门编制的监视程序,来实现对设备和运行状态的故障记忆,并实现报警和显示。主要监视内容包括：与速度有关的监测、与行程有关的监测、与传感器有关的监测、与设备工作状态有关的监测等。6.10.4 安全回路及其控制 安全回路由PLC1和PLC2同时实现,组成双线制安全回路,同时将过卷、电源故障、调速装置故障等重故障直接组成继电安全回路,组成多重安全保护。根据故障的性质和危及安全及工作状态的程度,共分为四类故障,将它们分别组成三类安全回路。安全

19、接触器控制由PLC1、PLC2安全回路和继电安全回路配合实现,其中两PLC输出的安全保护信号分别控制各自安全回路中间继电器,各安全回路中间继电器接点串联后,控制安全回路接触器,最终控制安全制动的施加与释放。安全保护按故障的性质分四类进行处理：一类故障 发出声光报警,系统立即实施安全制动,抱闸停车发出声光报警。二类故障 发出声光报警,系统立即实施电气制动,按电气制动减速度减速,当速度降低到1 m/s时,实施安全制动,抱闸停车。三类故障 发出声光报警,允许一次提升循环结束后再停车,并进行闭锁不予许下一次开车。四类故障 只进行报警。6.10.5 状态、故障的显示和报警系统设备和运行状态及故障分别由安

20、装在操作台仪表盘上的指示灯、触摸屏、上位机来显示,仪表盘内装设报警器,故障时进行报警。6.10.6 制动控制系统提升机制动控制系统主要由PLC、继电控制回路（工作制动接触器、安全回路接触器等）和可调闸控制单元组成,与液压站及液压站控制系统相配套,配合实现正常工作制动和故障时的安全制动效用,主控系统留有足够接口,对制动系统状态进行监视保护。6.10.7 操作台操作台采用操作方便的一体式结构,共由操作台面和仪表盘两部分组成。操作台配置一台S7-300PLCET200,用于接收操作台信号,输出显示。操作台设置触摸显示屏一台,用于提升运行和设备运行的参数、状态和故障显示。以保证在上位计算机监视系统故障

21、时方便维护。控制手柄、按钮等控制电器采用进口产品。操作台控制台面装有制动控制手柄、速度控制手柄、辅机控制用选择开关、控制按钮、工况选择开关、控制方式选择开关、速度选择开关、试验选择开关等。操作台显示面板装设触摸屏显示器、提升速度、电枢电流、励磁电流、制动闸控制给定电压、制动油压、高压电压、控制电压、工况显示等。6.11上位计算机监视系统采用工业控制计算机（研华工控机）和通讯组件组成上位计算机监视系统,配套西门子公司WinCC监控软件,实现对提升运行和设备运行的状态进行监视,并进行状态和参数的显示、存储记忆,以方便使用维护、故障处理以及对系统的管理。主控PLC收集和处理提升运行和设备运行的所有状

22、态和参数,主控PLC和上位机通过网络通讯交换信息,通过上位机进一步处理,将提升运行和设备运行的参数、状态和故障在上位机的彩色显示装置上显示。上位计算机监视系统的主要效用： 提升系统动静态画面生成,如：提升过程动态显示；速度动态曲线显示；励磁电流、电枢电流动态曲线显示；提升容器位置动态显示等 故障、第一故障显示、报警。 具有与PLC通讯接口,可通过键盘对提升机电控系统进行编程。6.12 轴编码器、井筒开关（1）根据控制效用的要求,系统使用编码器三台,两台轴编码器（PG1、PG2）装于主轴传动装置上,一台轴编码器（PG3）装于电机上。（2）轴编码器PG1信号进入主控PLC1,轴编码器PG2信号进入

23、主控PLC2,作为两路完全独立的行程和速度监测信号,主控PLC1实现行程速度控制,PLC1、PLC2分别实现有关行程和速度的监视保护。通过网络通讯,PLC1和PLC2进行行程和速度参数的相互比较,实现PG1和PG2的相互监视。（3）轴编码器（PG3）信号输入调速控制计算机,用于闭环调速控制。（4）设一套浙江飞龙公司生产的KG1010G井筒开关(配KY35磁铁),用于完成控制与保护效用,包括：过卷开关、减速开关、停车开关、同步校正开关。轴编码器、井筒开关型号为：轴编码器：PG1、PG2采用增量式轴编码 EC88P-2048（瑞士宜科公司） 2台 PG3采用增量式轴编码POG10D型 （德国HUB

24、NER公司） 1台井筒开关： KG1010G (配KY35磁铁) （浙江飞龙公司）6.13 风冷设备和温控设备配套主电机冷却风机1台,主控系统对主电机冷却通风系统进行控制和监视保护；配套1台KF28温控设备,用于电控室环境温度调控。6.14 视频监视系统增加视频监视系统,可视电视监视井口、井底进行情况,配置摄像头4只、光端机2台、画面分割器1台、硬盘录像机1台、监视器1台、频监视系统信号电缆若干。7 改造所需设备配置及供货内容（参见附表）序名 称技术规格说明数量备 注1直流电机Z450-2A 400KW 655rpm 660V 680A1台上海电机厂2高压开关柜GG1-A 1台3低压配电柜配套

25、UPS电源1台天地公司4电枢整流变压器环氧浇注 315KVA 10KV/0.34KV 2台天津泰达5磁场整流变压器干式,10KVA 380V/220V1台北京华都6直流快开DS12-10/08 1台上海立新7平波电抗器铁心 750V 830A 1.5mh 30%饱和1台北京华都8电枢整流柜含进口ABB公司DCS800全数字控制单元 1台DCS802-1500-41整流功率单元 1台配套电枢整流过压保护装置2台天地公司9励磁控制柜含进口ABB公司DCF601-0050-51 2台 DCF505-0140-51 2台包括：励磁电流控制单元、励磁整流功率单元、励磁过压保护装置1台天地公司10过压保护

26、装置含阻容保护、压敏保护以及保护监视等2台天地公司11主回路切换装置大电流刀闸及切换监视等1台天地公司12PLC主控柜含西门子S7-300 两台1台天地公司13继电控制柜含继电器、安全接触器等1台天地公司14操作台含西门子S7-300远程I/OET200 1台1套天地公司15上位计算机监视系统工控机、彩显等,配套WINCC监控软件。1套天地公司16视频监视系统摄像头4只、光端机2台、画面分割器1台、监视器1台、硬盘录像机1台、频监视系统信号电缆若干。1套天地公司17编程器编程计算机+编程软件1套天地公司18轴编码器POG10D型（德国HUBNER公司） 1台EC88P-1000型（瑞士宜科公司

27、） 2台3台 天地公司19井筒开关KG1010G（配KY35磁铁） 10只 1套浙江飞龙20备 件电枢晶闸管×2 励磁晶闸管×2 电枢快熔×2 励磁快熔×2 PC输入模块×1 PC输出模块×1 隔离放大板、速度板、闸控板×1等1套天地公司21主电机冷却风机离心式通风机、风量监视1套天地公司22温控设备RF28W/J100-N5型柜式空调1台天地公司23特殊电缆通讯电缆等若干天地公司24技术资料系统原理图、接线图、布置图、软件程序备份等5套天地公司8 技术资料及培训(1) 根据项目实施需要,甲方须向乙方提供如下技术资料原提升系统技术资料：井筒装置图,提升容器,提升系统,几何尺寸,设备布置图,提升机滚筒、减速器、电机的安装尺寸图。原提升系统供电资料：高压、低压配电系统,系统容量,电缆等。原提升电控系统资料：电气原理图,电机参数等。原提升电控系统液压站、信号系统等原理图和接线图。 (2) 为使本项目顺利实施并确保改造