滾筒多繩摩擦式提升機kd電控系統(tǒng)的改造

滾筒多繩摩擦式提升機kd電控系統(tǒng)的改造

0實際運行中存在的問題隨著煤礦生產(chǎn)的快速發(fā)展，煤礦現(xiàn)代化技術逐漸發(fā)展為智能、工業(yè)化和一體化。荊各莊礦的提升機為JKM2.8×4單滾筒多繩摩擦式提升機,其電控設備為80年代的控制系統(tǒng),配套的主電機型號為YR800-12/143。該電控系統(tǒng)在現(xiàn)場實際運行中存在下列問題:(1)電動機轉子回路采用交流低壓空氣接觸器切換串接電阻調速方式,高壓側用高壓空氣換向器進行方向切換。二者由于長時間運行,動作頻繁,其觸頭燒損嚴重,故障率高,日常維修量大,直接影響原煤的安全生產(chǎn)和原煤成本。(2)整個電控系統(tǒng)的繼電器盤體積大,接線復雜,電氣接點多,故障率高,查找故障困難,日常維修量大。(3)故障診斷能力差,不能直接指示故障類型及故障發(fā)生點,維護和檢修時間長,工作量大。(4)系統(tǒng)的運行速度特性較差。(5)部分元器件目前在市場上很難買到,若出現(xiàn)問題則難以修復,從而影響生產(chǎn)。為此,荊各莊礦結合礦井生產(chǎn)的實際需要,提出礦井提升機電控系統(tǒng)改造工程項目。1提升機裝置改造后的荊各莊礦提升機電控系統(tǒng)如圖1所示。該電控系統(tǒng)采用PLC作為主控制器,定子采用高壓真空換向柜進行正反向、投高壓或投制動電流控制,轉子采用可控硅進行切電阻控制,配以全數(shù)字制動電源裝置、新型網(wǎng)絡化操作臺、上位監(jiān)控計算機、先進的網(wǎng)絡化控制技術以及一些專用的電子模塊,實現(xiàn)對提升機的操作控制和監(jiān)控功能以及對交流繞線式提升機異步電動機的啟動、加速、等速、減速、爬行、停車與換向控制,并具有提升機必要的電氣保護和聯(lián)鎖,符合新版《煤礦安全規(guī)程》及綜合保護所要求的各種功能,具有遠程診斷功能;另外還在主機的傳動軸上增加了進口光電編碼器以采集深度、速度信號。2mpi接口網(wǎng)絡改造后的荊各莊礦提升機電控系統(tǒng)中的PLC控制系統(tǒng)由2套PLC組成,減少了柜間的連線,主PLC型號為S7-300313C,安裝在主令柜中,從PLC型號為S7-300312,安裝在司機臺中。主、從PLC采用網(wǎng)絡連接,即MPI網(wǎng)絡。2套PLC間既有軟件上的聯(lián)鎖,又有硬件上的聯(lián)鎖和看門狗電路。3主要控制設備的功能特點3.1過流、速斷保護(1)在TGG型開關柜的基礎上增加電壓、電流、功率指示及必要的過流、速斷保護,并采用新型的開關柜結構,五防形式;(2)雙回路電源進線,真空斷路器控制,電動-手動操作;(3)具有必要的機械及電氣閉鎖。3.2高壓保護及保護(1)正、反向真空接觸器之間除了有電氣閉鎖外還有機械聯(lián)鎖,確保真空接觸器不誤動作;(2)設有高壓電壓指示器,可以指示有無高壓電壓,又有高壓真空接觸器缺相及漏氣保護功能,并參與系統(tǒng)的控制與閉鎖;(3)為了吸收尖峰過電壓,在高壓側設有阻容吸收裝置和壓敏過電壓吸收器;(4)柜門裝有開關,人員發(fā)生誤操作時自動斷開高壓電源,保護人身安全;(5)采用非接觸式輔助觸點新型高壓真空接觸器,使整機的可靠性進一步提高。3.3抗過壓保護及運行(1)采用新型反并聯(lián)可控硅編碼元件代替接觸器的主觸點進行轉子電阻切換;(2)設有過壓保護措施、阻容吸收及專門的晶閘管脈沖觸發(fā)電路,保證晶閘管長期可靠運行;(3)在選擇元器件時,晶閘管耐壓及電流容量具有足夠的余量,確保晶閘管長期可靠運行。3.4可與plc軟件共享的異形控制裝置(1)全行程速度監(jiān)控,實際速度超過給定速度的15%時進行安全制動;(2)過卷監(jiān)控,實際過卷0.3m預報警,過卷0.5m實現(xiàn)安全制動;(3)定點位置速度監(jiān)控;(4)閘瓦磨損及彈簧疲勞保護;(5)與信號系統(tǒng)的軟、硬件閉鎖;(6)動力制動電源工作情況保護,如過熱、過流等保護;(7)PLC軟件綜合故障情況保護;(8)PLC除替代傳統(tǒng)電控系統(tǒng)中的部分單元繼電器,如延時回路中的時間繼電器、測速回路中的速度繼電器、方向繼電器、錯向繼電器等,還可替代磁放大器以實現(xiàn)可調閘閉環(huán)控制、制動電源速度閉環(huán)控制、全行程速度保護,還能準確給出減速點、過卷點,解除二級制動點等的位置信號,作為后備保護使用;(9)在可調閘速度閉環(huán)的過程中,由硬件與軟件共同實現(xiàn)雙線制,可調閘模塊(硬件)與PLC(軟件)共同作用,并且互為冗余;(10)光電編碼器與測速機相互監(jiān)視、互為冗余;(11)參數(shù)設定或整定比較容易,使調試及維修工作更加簡單方便。3.5主配置主導設備系統(tǒng)設置了全數(shù)字低頻制動電源裝置,該裝置自帶“S”形速度給定環(huán)節(jié),與速度反饋比較形成速度閉環(huán)控制,采用通用的變頻器作為主調頻調速的主控設備,配制動單元及制動電阻,使提升機在減速過程中能夠輸出負力即制動力,并能穩(wěn)速爬行。裝置抗干擾能力強,性能穩(wěn)定,可靠性高,能實現(xiàn)腳踏動力制動、速度及電流閉環(huán)功能。3.6儀表、標識、提升機運行控制工藝(1)操作臺采用組合式扇形結構,整體結構更加人性化。在臺體內裝有1臺PLC,作為控制系統(tǒng)中的從PLC,并與主PLC通信,實現(xiàn)網(wǎng)絡冗余。(2)操作臺上裝有儀表、指示燈、選擇開關、按鈕、音響設備,能實現(xiàn)提升機運行的各種控制工藝的要求。(3)儀表主要顯示的內容:罐位數(shù)字深度指示及柱式模擬深度指示(從表現(xiàn)形式看等同于機械式深度指示器的精粗指示,更加直觀、精確)、提升速度、電機電流、制動電流、制動油壓、可調閘電流、高壓電源電壓等。(4)組合指示燈的內容包括提升機運行狀態(tài)指示、信號指示和安全狀態(tài)指示3大類。(5)選擇開關及按鈕包括運行方式選擇開關、過卷復位開關、正負力選擇開關、水平選擇開關、調繩聯(lián)鎖開關、輔機啟停按鈕、方向選擇按鈕等。3.7提升機實時監(jiān)控與預報系統(tǒng)采用進口原裝的工控機作為監(jiān)控系統(tǒng),配彩色顯示器及彩色打印機。該工控機與控制用的PLC通過電纜進行數(shù)據(jù)通信。實際運行過程中,對提升機運行過程的動、靜態(tài)參數(shù)及可能危及提升機正常運行的設備進行監(jiān)測監(jiān)控,實現(xiàn)全漢字化界面、圖表顯示,可對提升機系統(tǒng)發(fā)生的輕重故障進行診斷和保存,實現(xiàn)了綜合后備保護功能;能顯示及打印故障發(fā)生的位置、時間、原因以及故障前的有關數(shù)據(jù)參數(shù);實時顯示并記錄深度、速度實時值、提升種類、信號情況進行,為維護人員快速定位故障、排除故障提供有力的支持;能實現(xiàn)各類報表生成,查詢到提升循環(huán)速度圖以及故障發(fā)生情況,顯示PLC各接口的動作情況,便于線路維修。上位機監(jiān)控畫面包括安全回路監(jiān)視、實時速度圖、電流曲線、PLC狀態(tài)監(jiān)視、開關量監(jiān)視、模擬量監(jiān)視、提升容器的位置指示、提升種類、信號監(jiān)視、報表功能、故障紀錄、歷史事件查詢等。3.8控制系統(tǒng)KGE1磁敏井筒開關用于完成控制與保護功能,過卷開關、減速、停車、同步等監(jiān)測開關選用非接觸式高可靠、高精度的防爆型磁性感應開關,防水、抗砸。3.9軸編碼和東南角軸之間的控制根據(jù)控制功能的要求,操作控制用1臺軸編碼器,監(jiān)控用1臺軸編碼器,其功能:(1)軸編碼器和測速機之間的速度相互監(jiān)測;(2)軸編碼器產(chǎn)生精確的提升容器位置信號,在操作臺上進行深度、速度顯示并參與控制,產(chǎn)生如過卷、減速、停車等位置信號,精度小于1cm;(3)軸編碼器和軸編碼器之間的速度相互監(jiān)視、全包絡線的速度保護。4提升機電控制系統(tǒng)的安全和可靠性改造后的荊各莊礦提升機電控系統(tǒng)較原電控系統(tǒng)有了很大的改進,主要實現(xiàn)了提升機的位置監(jiān)視和速度控制等,具有完善的深度、速度顯示及控制功能;實現(xiàn)了提升機的半自動、手動運行,滿足提升機控制工藝要求及各種安全聯(lián)鎖保護要求;實現(xiàn)了提升機主回路控制器件真空化、無觸點化的要求;采用PLC控制,硬件配置簡單,軟件編程靈活,調試方便且維護量小;加裝了低頻制動裝置,完善了后備保護功能,安全