摘要：為了提高礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的安全性，本文以安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速部分進(jìn)行改造研究，把可編程序控制器(PLC)和變頻器應(yīng)用于提升機(jī)控制系統(tǒng)上，極大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性

　　關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī) PLC 應(yīng)用

　　Abstract: in order to improve the control system of mine hoister of security, this paper in a safe, reliable, efficient, economy as the starting point, the system of rotor circuit in speed modification of resistance, the programmable controller (PLC) and frequency converter application in the ascension machine control system, significantly improved the stability and reliability of the system

　　Key words: mine hoist PLC application

　　中圖分類號(hào)： TD53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 章編號(hào)：

　　礦井提升機(jī)是礦山最重要的設(shè)備，是溝通礦井上下的紐帶。礦井提升機(jī)的可靠運(yùn)行直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的安全，礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性是礦井提升和安全運(yùn)輸?shù)闹匾ＷC。當(dāng)前國(guó)內(nèi)礦井提升機(jī)主要還是以轉(zhuǎn)子回路串電阻分段控制的交流繞線式電機(jī)繼電器——接觸器為控制系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)的設(shè)備陳舊、技術(shù)落后，已不能滿足煤礦的生產(chǎn)及安全需要。為了提高提升系統(tǒng)的安全性，本文以安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速部分進(jìn)行改造研究，把可編程序控制器(PLC)和變頻器應(yīng)用于提升機(jī)控制系統(tǒng)上，由可編程控制器(PLC)控制變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采用PLC控制系統(tǒng)，減少了硬件和控制線和傳統(tǒng)繼電器接觸式控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，極大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。在故障保護(hù)上采用軟硬件相結(jié)合，電氣拖動(dòng)單元采用矢量控制變頻調(diào)速方案。PLC控制礦井提升變頻調(diào)速系統(tǒng)是運(yùn)用高科技的新型電控系統(tǒng)，其克服了傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的缺陷，而且對(duì)提升機(jī)控制過(guò)程實(shí)現(xiàn)了程序化、數(shù)字化、自動(dòng)化;其控制精度高，對(duì)速度、行程等重要參數(shù)及提升狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

　　1 礦井提升機(jī)的簡(jiǎn)介

　　礦井提升機(jī)英文名稱為mine hoist，主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒(或摩擦輪)、制動(dòng)系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測(cè)速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機(jī)和摩擦式礦井提升機(jī)。

　　2提升機(jī)調(diào)速控制方案選擇

　　目前，國(guó)內(nèi)各個(gè)礦井的電氣調(diào)速系統(tǒng)主要有以下幾種方案：轉(zhuǎn)子電路串電阻的交流調(diào)速系統(tǒng)、直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)組成的G-M直流調(diào)速系統(tǒng)、晶閘管整流裝置供電的V-M直流可逆調(diào)速系統(tǒng)和交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)。我們采用交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)

　　交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)具有優(yōu)良的控制性能、運(yùn)行效率高、傳動(dòng)系統(tǒng)的飛輪力矩小和維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于大容量、低轉(zhuǎn)速的礦井提升機(jī)。由于礦井提升機(jī)要求四象限運(yùn)行，且負(fù)載變化較大，故比較適合采用電源自然換向的交-交直接變頻調(diào)速系統(tǒng)，交-交變頻器由三組可逆整流器組成，其三相移相信號(hào)為一組頻率與幅值可調(diào)的三相正弦信號(hào)，則變頻器輸出相應(yīng)的頻率和幅值可變的三相交流電壓，給三相同步電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。

　　3 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

　　基于PLC控制的礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由動(dòng)力裝置、PLC、變頻器、操作臺(tái)和控制監(jiān)視系統(tǒng)組成，控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖所示。

　　控制系統(tǒng)工作原理：當(dāng)司機(jī)聽(tīng)到開(kāi)車信號(hào)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，PLC控制將380V動(dòng)力電源接入變頻器。再松開(kāi)液壓制動(dòng)閘并將主令控制器推到正向(或反向)，提升機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。在提升過(guò)程中，控制提升機(jī)運(yùn)行的主速度給定S形速度曲線由PLC編程產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，由模擬量輸出口輸出，以驅(qū)動(dòng)變頻器工作;對(duì)變頻器輸出頻率的調(diào)整控制，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工況需要，由操作臺(tái)速度控制手柄以輔助給定的方式進(jìn)行控制。旋轉(zhuǎn)編碼器可以檢測(cè)主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將此信號(hào)傳送給可編程控制器，PLC通過(guò)該信號(hào)可以累計(jì)計(jì)算提升機(jī)的速度及行走距離，監(jiān)視器可以時(shí)時(shí)顯示提升機(jī)速度和位置。

　　4 PLC在調(diào)速中的應(yīng)用

　　PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。結(jié)合利用無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)，將提升機(jī)直流控制中的雙閉環(huán)(速度環(huán)、電流環(huán))調(diào)節(jié)控制通過(guò)一系列矢量交換后，用于交流三相電機(jī)的控制，使交流三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能與直流電機(jī)一樣好，使提升機(jī)調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高。采用APE自動(dòng)換向變頻技術(shù)，將變頻器網(wǎng)側(cè)的不可控整流橋換成可控整流橋，對(duì)網(wǎng)側(cè)交流電流的大小和相位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并控制，當(dāng)絞車進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)時(shí)能量從逆變器返回到直流母線，系統(tǒng)立即控制交流輸入電流的相位與電源相位相反.能量回饋至電網(wǎng)。