S_PLC_提升系统概述

1、一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护矿井提升机电驱动系统矿井

2、提升机电驱动系统1、矿井提升机电控系统分类;2、早期老系统电控简介;采用在电动机转子电路内接入金属电阻，用鼓形控制器或接触器切除电阻来达到调速的目的对交流提升机拖动而言，其传统的调速控制方法是：3、早期提升机交流电控系统分析;交流拖动控制方式的优缺点：1、电阻能耗大、散热难以解决；2、电阻调速属于有级调速，开环控制，调速范围小、精度低、安全性能差；3、在减速段和下放时需投切动力制动直流电源或低频电源，易造成设备损坏，且浪费了大量的电能。4、原有的控制系统保护不够齐全，安全可靠性差。 优点： 1、初期投资小;缺点：3、早期提升机交流电控系统分析;交流拖动控制方式的改进：转子回路切电阻的系统已严重

3、地制约了矿山的安全生产，急切需要一种安全可靠性能优良且又节电的新型驱动系统。近年来各厂家分别对交流矿井提升机做了如下改造 :问题：办法：4、交流电控系统的改进与改造; （1） 将操作保护回路由继电器控制改变成为采用PLC控制，以解决操作回路触点多，故障频繁等现象； （2） 将切除转子回路的电磁接触器换成真空接触器，以减小电磁接触器切换时所带来的火花，且减小切换噪音，同时用PLC控制改造操作回路； （3） 将主回路正反转控制接触器换为真空接触器，以减小电磁接触器切换时所带来的火花，且减小切换噪音，同时用PLC控制改造操作回路； （4） 将切除转子回路的真空接触器、电磁接触器换成可控硅，以有触点切

4、除电阻改为无触点切除，同时用PLC控制改造操作回路；交流拖动控制方式的改进方法：4、交流电控系统的改进与改造;(1）其仍旧采用转子回路切除电阻的方案，依靠转差功率的消耗来换取转速的降低，系统效率很低，且转速越低，能量消耗越大，效率更低；（2）调速精度很差，只能有限级改变速度，无法做到无级调速，系统运行时，速度、加速度的变化率都很大，对钢丝绳的寿命影响很大，对副井提升而言，对所乘人员的身心健康均造成一定程度的影响；（3）从操作角度而言，对操作人员的依赖性太强，以致操作人员的疏忽可能造成很大的损失。（4）第四种方案相对前三种方案而言，有很大突破，但其缺点是由于可控硅的正向导通电阻的存在，使得电机速

5、度不能运行于额定速度。交流拖动控制方式改进后的缺陷：4、交流电控系统的改进与改造; （1） 解决老系统投切转子回路能耗大，散热难以解决的问题； （2）采用无级调速，解决老系统有级调速的缺点，增加系统运行 的平稳度； （3）采用速度、转矩双闭环系统，解决老系统开环控制带来的调速精度低、调速范围小等问题；（4）去掉投切动力制动装置或低频电源拖动装置，不但使系统结构变得简单，且在减速段或重物下放时，减小了设备能量损耗，节约电能；（5）实现自动、半自动、手动多种开车方式，整个开车过程自动施闸，无需人工参与；（6）减速控制，无需施闸减速，且具有防冲击S形给定曲线，减小系统加速度变化对钢丝绳的损伤。从以上

6、对交流提升的分析来看，原交流提升系统急需要解决以下问题：4、交流电控系统的改进与改造;最终方案：这样这样, ,从根本上解决了原有电阻调速控系统存在从根本上解决了原有电阻调速控系统存在的各种弊病，使矿山提升驱动系统迈上了一个的各种弊病，使矿山提升驱动系统迈上了一个新的台阶。新的台阶。 4、交流电控系统的改进与改造;四象限运行、无四象限运行、无级调速、调速精级调速、调速精度高，范围宽，度高，范围宽，抗干扰等抗干扰等全数字矿井提升机变频驱动系统全数字矿井提升机直流驱动系统 早期的直流矿井提升机多采用GM机组，从80年代起，以天津电气传动设计研究所及天水电气传动研究所为头，开始采用模拟系统对GM机组进

7、行改造，全国的直流提升机市场大都成为模拟系统的市场。 但是，模拟系统由于其元件分立多，焊点多，温度漂移等原因，故障率多，维护困难等问题，已经越来越不能适应市场的需要。 5、早期提升机直流电控系统分析;一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能

8、比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护随着数字技术和电力电子技术的迅速发展,产生了:全数字全数字矿井提升机电驱动系统矿井提升机电驱动系统1、 全数字系统 模块化设计便于安装、调试、维护； 输入、输出接口多路模拟量、数字量输入、输出； 通讯能力串行、并行接口，便于与上位机通讯。 模拟系统 基本上全是由分立元件组成，大约有5000-7000个电子元件。每一元件品质下降或损坏都将影响系统的正常进行，维护显得十分复杂。全数字系统和模拟系统有以下区别和优点：2、 全数

9、字系统 数字化处理全过程参数不漂移,运行十分稳定。 完善的自诊断功能具有故障记忆、输出功能。编码表便于查找故障原因，维护方便。 模拟系统 参数不稳定易受温度、湿度、电磁场等因素影响，系统参数易漂移，谐波和交流分量大，使得电机、整流变压器等重大设备时常带病工作，严重影响其使用寿命。 故障隐蔽由于大量分立元件的存在,要准确定位某一故障绝非易事。严重时会影响生产。全数字系统和模拟系统有以下区别和优点： 3、 全数字系统 强大的组态式功能块任意组合,能满足各种复杂的工况要求； 灵活的人机界面可直观了解、设定系统的全部参数； 密码功能严格地限制了专业人员与维护人员调整参数的授权范围。 模拟系统 系统接线

10、固定，工况情况变更，需要重新接线或设计； 基本无人机界面； 无密码授权，不便于管理。全数字系统和模拟系统有以下区别和优点： 4、 全数字系统 系统可靠性高，维护工作量小，备件投资少。 模拟系统 系统可靠性差，维护工作量大，备件投资大 5、 全数字系统 安装、调试工作在一周之内（快）。 模拟系统 调试工作往往需要一个月左右或更长（慢） 全数字系统和模拟系统有以下区别和优点： 可与煤矿、有色金属矿井的单绳、多绳直流矿井提升机配套使用，包括主、副井提升机、凿井提升机，也可用于过坝提升机和升船机等。提升机的操作控制和传动技术均采用先进的计算机控制，既可与新安装的提升机配套使用，也可适应于对提升机的发电

11、机组控制设备及模拟直流电控制设备进行技术改造。 全数字直流提升机电控系统使用范围: 直流电控系统： 直流电控目前是主流。即可用于新矿井安装，又可用于老矿井改造，是一套性能处于领先水平的矿山提升机的电控系统；特别是在多绳、多水平、双机、斜井等复杂运行场合，其优越性更为明显。 交流电控系统： 采用先进的矢量控制变频调速技术完成提升机的四象限控制，用于鼠笼电机或绕线转子短接拖动的各种提升机,尤其是交流老系统的改造。两款通用全数字电控系统:变频驱动系统原理变频驱动系统原理: : 我们以6KV690KW为例从以下常用变频驱动方法角度来阐述，选取最合理的解决方案: 驱动系统方案确定驱动系统方案确定1 1、

12、交、交交变频驱动交变频驱动2 2、690V690V变频器变频电机变频器变频电机AC 6KV高 压 开 关 柜6KV交 交变 频 器6KV主 电 机1 1、交交变频驱动、交交变频驱动 采用ABB或西门子公司交-交变频器，变频器输入电压6KV，输出电压06KV，满足原系统电机电压等级要求，也可以实现四象限运行，且调速精度高，但目前主要功率范围在2000KW以上。AC 6KV高压开关柜690V变频器690V变频电机6KV/690VAC 690V2 2、690V690V变频器变频电机变频器变频电机该方案要求将原系统中的6KV电机更换为相同功率或稍大功率的690V变频电机，如果电网电压仍旧采用6KV，则

13、采用图中黑线所示机构，即变频器由6KV经高压开关柜和6KV690V的变压器供电，如果矿用电源660V690V容量足够，可以采用图中蓝线供电方式。这种方式可以满足所有要求，且四象限低压变频器的使用已经相当成熟，动态特性优良，可靠性高，虽然增加了变频电机，但估算其成本较低。对功率范围在2000KW以下的系统为理想方案直流驱动系统原理直流驱动系统原理: : 系统可采用电枢可逆或磁场可逆的方案，并根系统可采用电枢可逆或磁场可逆的方案，并根据用户实际情况提供据用户实际情况提供6 6脉冲供电、串联脉冲供电、串联1212脉冲、并脉冲、并联联1212脉冲方案脉冲方案。并联12脉动电枢可逆方案并联12脉动磁场可

14、逆方案串联12脉动磁场可逆方案串联12脉动电枢可逆方案6脉动电枢可逆方案系统框图：系统框图：1、驱动系统2、操作、控制、保护系统3、制动系统4、上位监控系统系统构成：系统构成：一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性

15、能比较三、提升机传动类型性能比较四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护 提升机传动类型有：交提升机传动类型有：交-直直-交变频器、交交变频器、交-交变频器、变流器、交变频器、变流器、交流串电阻及其它交流串电阻及其它1、交-直-交变频器、交-交变频器驱动的电机为同步电动机、变频电机（鼠笼型）2、变流器驱动的电机为直流电动机3、交-直-交变频与交-交变频器供货区别: 用交-直-交变频器方案高压开关柜6台（双回路进线2台、整流变压器用2台、配电变压器用1台、母联1台），整流变压器2台（一台给电枢，一台给励磁）。 用交-

16、交变频器方案高压开关柜10台（双回路进线2台、整流变压器用6台、配电变压器用1台、母联1台），整流变压器7台（六台给电枢，一台给励磁）。 变流器方案高压开关柜6台（双回路进线2台、整流变压器用2台、配电变压器用1台、母联1台），整流变压器2台（一台给电枢，一台给励磁）。 交交-直直-交、交交、交交、直流传动性能比较简表：交、直流传动性能比较简表：综上所述，一般来说性价比最好为：综上所述，一般来说性价比最好为：2800KW以下采用直流变流器，以下采用直流变流器，3500KW以上采用交以上采用交-直直-交变频器，交变频器，28003500KW处于临介。处于临介。传动类型传动类型交交-直直-交传动交

17、传动交交-交传动交传动直流传动直流传动动态性能动态性能良好良好一般一般好好可用性可用性一般一般一般一般高高效率效率高高一般一般较差较差电网侧功率因数电网侧功率因数10.80.82谐波谐波低低非常高且复杂非常高且复杂高高无功无功可以提供无功可以提供无功需要补偿需要补偿需要补偿需要补偿整流变压器整流变压器小小很大很大大大使用方面使用方面刚刚开始刚刚开始用的不普遍用的不普遍用的很普遍用的很普遍价格价格非常高非常高高高低低低速性能低速性能良好良好差差最好最好备件备件非常高非常高高高低低维护维护不好（需水冷）不好（需水冷）一般一般好好一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动

18、和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状一、提升机传动和电控系统现状二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统二、全数字提升传动系统三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较三、提升机传动类型性能比较四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护四、提升系统有关保护1、高压开关、高压开关 高压过流紧停（延时跳闸）高压过流紧停（延时跳闸）2、变压器、变压器 变

19、压器温度过高报警，温度超高紧停变压器温度过高报警，温度超高紧停 3、电机、电机 主电机温度过高报警，温度超高紧停主电机温度过高报警，温度超高紧停4、风机、风机 风机过载报警风机过载报警5、低压电源、低压电源 停电保护停电保护 6、液压站、液压站 油压压力低报警及紧停；压力超高报警及紧停；油温过高；油压压力低报警及紧停；压力超高报警及紧停；油温过高；制动泵都开或都不开；液压站油压上升时间过长或油压下降制动泵都开或都不开；液压站油压上升时间过长或油压下降时间过长；液压站时间过长；液压站A管压力过大，液压站管压力过大，液压站B管压力过大；液压管压力过大；液压站制动泵站制动泵1#或或2#电机过载；制动

20、油压差过大报警，制动油温高电机过载；制动油压差过大报警，制动油温高报警，制动油压过低报警报警，制动油压过低报警7、润滑站、润滑站 泵都开或都不开；泵泵都开或都不开；泵1#或或2#电机过载；油温过低报警，油温电机过载；油温过低报警，油温过高报警，出口油温低报警，回油口高于一定温度报警，出过高报警，出口油温低报警，回油口高于一定温度报警，出口油温高报警，油箱液位低报警，油箱液位高报警，油压小口油温高报警，油箱液位低报警，油箱液位高报警，油压小于于1报警，油压大报警，出口油温高报警；报警，油压大报警，出口油温高报警；1#或或2#油泵过滤网油泵过滤网油压差过大油压差过大8、闸、闸 闸瓦磨损开关动作；闸盘偏摆报警；闸盘过温闸瓦磨损开关动作；闸盘偏摆报警；闸盘过温9、变流（频）器、变流（频）器 电枢电流突然过大或过小保护；励磁电流突然过大或过小保电枢电流突然过大或过小保护；励磁电流突然过大或过小保护；变流（频）器报警及故障；护；变流（频）器报警及故障；10、过电压吸收、过电压吸收 吸收装置动作报警吸收装置动作报警11、罐笼部分、罐笼部分 安全门关闭；摇台起落；阻车器关闭等安全门关闭；摇台起落；阻车器关闭等12、箕斗部分、箕斗部分 计量斗满控制；防止提升机超重运行；防止提升机箕斗挂钩不计量斗满控制；防止提升机超重运行；防止提升机箕斗挂钩不到位；防止计量斗关闭不到位；防止溜嘴关闭不到位；防止提到