滚筒多绳摩擦式提升机kd电控系统的改造

滚筒多绳摩擦式提升机kd电控系统的改造

0实际运行中存在的问题随着煤矿生产的快速发展，煤矿现代化技术逐渐发展为智能、工业化和一体化。荆各庄矿的提升机为JKM2.8×4单滚筒多绳摩擦式提升机,其电控设备为80年代的控制系统,配套的主电机型号为YR800-12/143。该电控系统在现场实际运行中存在下列问题:(1)电动机转子回路采用交流低压空气接触器切换串接电阻调速方式,高压侧用高压空气换向器进行方向切换。二者由于长时间运行,动作频繁,其触头烧损严重,故障率高,日常维修量大,直接影响原煤的安全生产和原煤成本。(2)整个电控系统的继电器盘体积大,接线复杂,电气接点多,故障率高,查找故障困难,日常维修量大。(3)故障诊断能力差,不能直接指示故障类型及故障发生点,维护和检修时间长,工作量大。(4)系统的运行速度特性较差。(5)部分元器件目前在市场上很难买到,若出现问题则难以修复,从而影响生产。为此,荆各庄矿结合矿井生产的实际需要,提出矿井提升机电控系统改造工程项目。1提升机装置改造后的荆各庄矿提升机电控系统如图1所示。该电控系统采用PLC作为主控制器,定子采用高压真空换向柜进行正反向、投高压或投制动电流控制,转子采用可控硅进行切电阻控制,配以全数字制动电源装置、新型网络化操作台、上位监控计算机、先进的网络化控制技术以及一些专用的电子模块,实现对提升机的操作控制和监控功能以及对交流绕线式提升机异步电动机的启动、加速、等速、减速、爬行、停车与换向控制,并具有提升机必要的电气保护和联锁,符合新版《煤矿安全规程》及综合保护所要求的各种功能,具有远程诊断功能;另外还在主机的传动轴上增加了进口光电编码器以采集深度、速度信号。2mpi接口网络改造后的荆各庄矿提升机电控系统中的PLC控制系统由2套PLC组成,减少了柜间的连线,主PLC型号为S7-300313C,安装在主令柜中,从PLC型号为S7-300312,安装在司机台中。主、从PLC采用网络连接,即MPI网络。2套PLC间既有软件上的联锁,又有硬件上的联锁和看门狗电路。3主要控制设备的功能特点3.1过流、速断保护(1)在TGG型开关柜的基础上增加电压、电流、功率指示及必要的过流、速断保护,并采用新型的开关柜结构,五防形式;(2)双回路电源进线,真空断路器控制,电动-手动操作;(3)具有必要的机械及电气闭锁。3.2高压保护及保护(1)正、反向真空接触器之间除了有电气闭锁外还有机械联锁,确保真空接触器不误动作;(2)设有高压电压指示器,可以指示有无高压电压,又有高压真空接触器缺相及漏气保护功能,并参与系统的控制与闭锁;(3)为了吸收尖峰过电压,在高压侧设有阻容吸收装置和压敏过电压吸收器;(4)柜门装有开关,人员发生误操作时自动断开高压电源,保护人身安全;(5)采用非接触式辅助触点新型高压真空接触器,使整机的可靠性进一步提高。3.3抗过压保护及运行(1)采用新型反并联可控硅编码元件代替接触器的主触点进行转子电阻切换;(2)设有过压保护措施、阻容吸收及专门的晶闸管脉冲触发电路,保证晶闸管长期可靠运行;(3)在选择元器件时,晶闸管耐压及电流容量具有足够的余量,确保晶闸管长期可靠运行。3.4可与plc软件共享的异形控制装置(1)全行程速度监控,实际速度超过给定速度的15%时进行安全制动;(2)过卷监控,实际过卷0.3m预报警,过卷0.5m实现安全制动;(3)定点位置速度监控;(4)闸瓦磨损及弹簧疲劳保护;(5)与信号系统的软、硬件闭锁;(6)动力制动电源工作情况保护,如过热、过流等保护;(7)PLC软件综合故障情况保护;(8)PLC除替代传统电控系统中的部分单元继电器,如延时回路中的时间继电器、测速回路中的速度继电器、方向继电器、错向继电器等,还可替代磁放大器以实现可调闸闭环控制、制动电源速度闭环控制、全行程速度保护,还能准确给出减速点、过卷点,解除二级制动点等的位置信号,作为后备保护使用;(9)在可调闸速度闭环的过程中,由硬件与软件共同实现双线制,可调闸模块(硬件)与PLC(软件)共同作用,并且互为冗余;(10)光电编码器与测速机相互监视、互为冗余;(11)参数设定或整定比较容易,使调试及维修工作更加简单方便。3.5主配置主导设备系统设置了全数字低频制动电源装置,该装置自带“S”形速度给定环节,与速度反馈比较形成速度闭环控制,采用通用的变频器作为主调频调速的主控设备,配制动单元及制动电阻,使提升机在减速过程中能够输出负力即制动力,并能稳速爬行。装置抗干扰能力强,性能稳定,可靠性高,能实现脚踏动力制动、速度及电流闭环功能。3.6仪表、标识、提升机运行控制工艺(1)操作台采用组合式扇形结构,整体结构更加人性化。在台体内装有1台PLC,作为控制系统中的从PLC,并与主PLC通信,实现网络冗余。(2)操作台上装有仪表、指示灯、选择开关、按钮、音响设备,能实现提升机运行的各种控制工艺的要求。(3)仪表主要显示的内容:罐位数字深度指示及柱式模拟深度指示(从表现形式看等同于机械式深度指示器的精粗指示,更加直观、精确)、提升速度、电机电流、制动电流、制动油压、可调闸电流、高压电源电压等。(4)组合指示灯的内容包括提升机运行状态指示、信号指示和安全状态指示3大类。(5)选择开关及按钮包括运行方式选择开关、过卷复位开关、正负力选择开关、水平选择开关、调绳联锁开关、辅机启停按钮、方向选择按钮等。3.7提升机实时监控与预报系统采用进口原装的工控机作为监控系统,配彩色显示器及彩色打印机。该工控机与控制用的PLC通过电缆进行数据通信。实际运行过程中,对提升机运行过程的动、静态参数及可能危及提升机正常运行的设备进行监测监控,实现全汉字化界面、图表显示,可对提升机系统发生的轻重故障进行诊断和保存,实现了综合后备保护功能;能显示及打印故障发生的位置、时间、原因以及故障前的有关数据参数;实时显示并记录深度、速度实时值、提升种类、信号情况进行,为维护人员快速定位故障、排除故障提供有力的支持;能实现各类报表生成,查询到提升循环速度图以及故障发生情况,显示PLC各接口的动作情况,便于线路维修。上位机监控画面包括安全回路监视、实时速度图、电流曲线、PLC状态监视、开关量监视、模拟量监视、提升容器的位置指示、提升种类、信号监视、报表功能、故障纪录、历史事件查询等。3.8控制系统KGE1磁敏井筒开关用于完成控制与保护功能,过卷开关、减速、停车、同步等监测开关选用非接触式高可靠、高精度的防爆型磁性感应开关,防水、抗砸。3.9轴编码和东南角轴之间的控制根据控制功能的要求,操作控制用1台轴编码器,监控用1台轴编码器,其功能:(1)轴编码器和测速机之间的速度相互监测;(2)轴编码器产生精确的提升容器位置信号,在操作台上进行深度、速度显示并参与控制,产生如过卷、减速、停车等位置信号,精度小于1cm;(3)轴编码器和轴编码器之间的速度相互监视、全包络线的速度保护。4提升机电控制系统的安全和可靠性改造后的荆各庄矿提升机电控系统较原电控系统有了很大的改进,主要实现了提升机的位置监视和速度控制等,具有完善的深度、速度显示及控制功能;实现了提升机的半自动、手动运行,满足提升机控制工艺要求及各种安全联锁保护要求;实现了提升机主回路控制器件真空化、无触点化的要求;采用PLC控制,硬件配置简单,软件编程灵活,调试方便且维护量小;加装了低频制动装置,完善了后备保护功能,安全