礦井提升系統(tǒng)的控制與保護(hù)(講座)

礦井提升機(jī)的平安維護(hù)和制動(dòng)1.1礦井提升機(jī)一、礦井提升設(shè)備的作用與義務(wù)：礦井提升機(jī)是礦井消費(fèi)的重要環(huán)節(jié)，礦井提升的主要義務(wù)是將有用礦物或矸石從井下提到地面，將資料、設(shè)備和人員運(yùn)往井下，或從井下運(yùn)到地面。它在礦井消費(fèi)中占有極其重要的位置。二、提升系統(tǒng)的種類(lèi)立井提升1絞車(chē)2定向輪3井架4容器5曲軌6上煤倉(cāng)7鋼繩8下煤倉(cāng)9溜槽10給煤機(jī)11定量斗斜井提升11－翻室硐室；2－井下煤倉(cāng)；3－裝載閘門(mén)；4－斜井箕斗；5－井筒；6－棧橋；7－卸載曲軌；8－地面煤倉(cāng)；9－立柱；10－天輪；11－提升機(jī)卷筒；12－提升機(jī)房三、礦井提升設(shè)備的特點(diǎn)及要求特點(diǎn)及要求主要表達(dá)在下面幾個(gè)方面：1運(yùn)轉(zhuǎn)及控制必需平安可靠 礦井提升是井上下運(yùn)輸?shù)难屎恚疄榱吮ＷC消費(fèi)和人員的平安，提升系統(tǒng)設(shè)備和運(yùn)轉(zhuǎn)必需平安可靠，一旦發(fā)生缺點(diǎn)，不僅使全礦消費(fèi)陷于停頓，而且能夠呵斥嚴(yán)重的人身事故。2任務(wù)過(guò)程為間歇反復(fù)過(guò)程 普通提升設(shè)備是非延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的．即需求經(jīng)常起動(dòng)，停車(chē)、反向運(yùn)轉(zhuǎn)．要保證設(shè)備以較高的速度平安的往返運(yùn)轉(zhuǎn)．要求提升系統(tǒng)的控制性能好，應(yīng)有較高的調(diào)速性能和位置控制，同時(shí)具有可靠的平安維護(hù)。圖3速度調(diào)理范圍大、控制準(zhǔn)確系統(tǒng)為間歇反復(fù)任務(wù)，因此要求系統(tǒng)速度能在0---100%可調(diào)理，而控制取決于容器在井筒中的實(shí)踐位置〔位置控制〕，因此要求控制必需準(zhǔn)確迅速。

4要求系統(tǒng)任務(wù)在高效節(jié)能形狀 礦井提升設(shè)備是礦山大型設(shè)備之一．其功率大，耗電也大，應(yīng)盡量發(fā)揚(yáng)設(shè)備才干．減小提升循環(huán)時(shí)間，以減小噸煤電耗，礦井提升設(shè)備的造價(jià)以及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，也就成為影響礦井消費(fèi)技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的的重要要素之一。四、礦井提升機(jī)的控制的要求1 能重載啟動(dòng)，有較高的過(guò)負(fù)荷才干2 調(diào)速性能好，且調(diào)速精度較高3 特性曲線(xiàn)要硬4 任務(wù)方式容易轉(zhuǎn)換5 要設(shè)置準(zhǔn)確可靠的速度給定安裝要設(shè)置行程顯示與行程控制器7 要設(shè)置完善的缺點(diǎn)監(jiān)視安裝8 要設(shè)置可靠的閘控電路9 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化10投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低五、礦井提升機(jī)的傳動(dòng)方式直流拖動(dòng)、交流拖動(dòng)

直流拖動(dòng)-----V－M直流可逆調(diào)速系統(tǒng)交流拖動(dòng)-----繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng) -----交－交變頻調(diào)速系統(tǒng)六、系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程七、提升機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)造由系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程看出礦用提升機(jī)控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成應(yīng)該有七大塊： 1 電源部分 2 提升信號(hào)部分3 邏輯控制部分 4 調(diào)速控制部分5 平安維護(hù)部分 6 制動(dòng)控制部分 7 其它輔助控制部分

闡明其中： 電源、調(diào)速控制兩個(gè)部分根據(jù)交流/直流拖動(dòng)系統(tǒng)各有對(duì)應(yīng)的交流/直流調(diào)速系統(tǒng)與之對(duì)應(yīng)。 提升信號(hào)部分用于發(fā)出提升信號(hào)，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。 輔助控制部分不同系統(tǒng)有不同的構(gòu)成。 本講座主要引見(jiàn)平安維護(hù)、邏輯控制和制動(dòng)控制部分。提升機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成圖八、缺點(diǎn)及其維護(hù)1．缺點(diǎn)的種類(lèi)：(1)電動(dòng)機(jī)本身的缺點(diǎn)；(2)電源的缺點(diǎn)；(3)控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)：普通較多、特別是繼電器——接觸 器有觸點(diǎn)控制系統(tǒng)，由于接點(diǎn)接觸不良，繼電器、接觸 器平常維護(hù)不當(dāng)，缺點(diǎn)較多；(4)機(jī)械部分缺點(diǎn)；(5)運(yùn)轉(zhuǎn)形狀不正常：比如提升機(jī)過(guò)速、過(guò)卷、制動(dòng)油過(guò) 熱、過(guò)壓、閘瓦摩損等；(6)提升系統(tǒng)輔助安裝缺點(diǎn)。2．缺點(diǎn)處置：(1)緊急缺點(diǎn)要立刻維護(hù)停車(chē)----緊急制動(dòng)在這中間又可區(qū)別不同情況加以處置 電氣配合機(jī)械制動(dòng)停車(chē) 機(jī)械制動(dòng)停車(chē)(2)有些缺點(diǎn)允許該次提升到達(dá)終點(diǎn)，但下一次不能再次開(kāi)車(chē)----閉鎖下次啟動(dòng)(3)只報(bào)警而不進(jìn)展缺點(diǎn)維護(hù)操作----報(bào)警提示九、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)與速度圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系闡明由系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)與速度圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系看出，提升機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)根據(jù)是設(shè)計(jì)好的速度圖〔即根據(jù)設(shè)計(jì)好的速度圖任務(wù)〕。因此一個(gè)提升機(jī)系統(tǒng)能否平安、可靠、準(zhǔn)確的任務(wù)，完全取決于控制系統(tǒng)能否具備對(duì)行程和速度的可靠、準(zhǔn)確跟蹤。1.2提升機(jī)的行程跟蹤與速度維護(hù)控制現(xiàn)代提升機(jī)的維護(hù)控制部分普通采用以PLC為中心控制器構(gòu)成的系統(tǒng)組成。由于提升機(jī)的控制是根據(jù)容器在井筒中的位置來(lái)決議的—行程控制，因此維護(hù)控制的主要參數(shù)是行程和速度，即行程和速度的跟蹤處置是維護(hù)的主要內(nèi)容。換言之提升機(jī)的維護(hù)控制實(shí)踐是提升機(jī)的行程和速度的處置和維護(hù)問(wèn)題。一、適用提升機(jī)行程跟蹤系統(tǒng)原理表示圖二、行程和速度的計(jì)算處置方法計(jì)算處置過(guò)程如右圖所示。三、行程控制與速度維護(hù)部分的構(gòu)造邏輯1.3提升系統(tǒng)的速度圖和力圖一、速度圖確實(shí)定根據(jù)不同運(yùn)用條件和要求，可選用不同的速度圖，運(yùn)用較多的有三階段速度圖和五階段速度圖，如下圖。一、速度圖與力圖1．三階段速度圖用于缶籠提升系統(tǒng)，缶籠提升無(wú)卸載曲軌，可只設(shè)一個(gè)主加速級(jí)，加速度為a。2．五階段速度圖

用于箕斗提升系統(tǒng)，其特點(diǎn)設(shè)有初加速級(jí)和爬行階段。*初加速階段t0:初加速度ao較小，主要是箕斗受出卸載曲軌的速度不大于1．5m／s的限制，這樣可減小對(duì)井架的沖擊。

*主加速階段t1:空箕斗出卸載曲軸后，為了縮短起動(dòng)時(shí)間，將加速提高為a1,直至最大提升速度Vm.

*等速階段t2：此階段，提升容器以不變的速度Vm在井筒中運(yùn)行。

*減速階段t3：此時(shí)重載箕斗已接近井口，空箕斗接近裝載點(diǎn)，應(yīng)減速，減速度為a3，直至速度降為V4。

*爬行階段t4:此時(shí)重載箕斗進(jìn)入卸載曲軌，為了減少?zèng)_擊，容器應(yīng)以低速爬行，爬行速度V4普通不超越0．5m／s。*停車(chē)休止階段θ：此時(shí)提升機(jī)停頓運(yùn)轉(zhuǎn)，井口箕斗卸載，井底箕斗裝載。變加速度速度圖〔S形速度圖〕一個(gè)實(shí)踐的速度圖一個(gè)實(shí)踐的速度圖對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)化S形速度圖

在某礦井主井的直流提升機(jī)控制中，采用上述方法，給定參數(shù)為：a10=0.5a11=1.0a12=0.5a20=0.5a21=1.0a22=0.5(m/s2)，Vl=1.5Vm=10.0Vp=0.5(m／s)S7=5.0Stc=478.5(m)C=0.9產(chǎn)生的實(shí)踐V=F(S)曲線(xiàn)如以下圖所示：1.4礦井提升機(jī)邏輯控制部分提升機(jī)的邏輯控制部分普通由一臺(tái)PLC構(gòu)成，其主要作用是對(duì)提升機(jī)系統(tǒng)各控制功能邏輯進(jìn)展運(yùn)算處置，并根據(jù)處置結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的輸出控制。下面舉兩個(gè)邏輯來(lái)闡明〔提升機(jī)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)踐系統(tǒng)構(gòu)造方式的不同而對(duì)應(yīng)的邏輯環(huán)節(jié)內(nèi)容及數(shù)量也有不同〕：平安邏輯---平安回路平安回路〔平安邏輯〕是由系統(tǒng)中各涉及平安的要素〔參數(shù)〕構(gòu)成。提升系統(tǒng)能正常的任務(wù)，其首要條件就是平安回路正?！策壿嫿Y(jié)果為真，或稱(chēng)平安繼電器吸合〕。提升機(jī)的平安回路通常包含有數(shù)十個(gè)參數(shù)點(diǎn)〔20個(gè)以上〕如超速監(jiān)視〔2個(gè)〕、過(guò)卷監(jiān)視〔4個(gè)〕、制動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)視、電源監(jiān)視、閘瓦磨損監(jiān)視、掉電維護(hù)監(jiān)視、深度指示器監(jiān)視、測(cè)速環(huán)節(jié)監(jiān)視...。當(dāng)回路中任一被監(jiān)視參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，平安邏輯的運(yùn)算結(jié)果為“假〞提升機(jī)將進(jìn)展平安制動(dòng)。正向任務(wù)邏輯本邏輯決議提升系統(tǒng)的拖動(dòng)電機(jī)能否正轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn) 其邏輯結(jié)果為“真〞時(shí)提升系統(tǒng)進(jìn)入正向任務(wù)過(guò)程。 (電機(jī)正轉(zhuǎn))其邏輯內(nèi)容主要包括：平安回路正常、正向記憶回路有效、司機(jī)正向開(kāi)車(chē)、反向任務(wù)邏輯無(wú)效、非制動(dòng)形狀、任務(wù)閘松閘。實(shí)踐系統(tǒng)一個(gè)實(shí)踐的提升機(jī)系統(tǒng)，其邏輯環(huán)節(jié)數(shù)量數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)，各個(gè)邏輯根據(jù)其控制過(guò)程功能不同構(gòu)造和運(yùn)算方法也不同。1.5提升機(jī)的制動(dòng)維護(hù)安裝提升機(jī)的制動(dòng)包含兩種：電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)主要用于減速過(guò)程對(duì)減速度的控制機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)主要用于平安制動(dòng)〔也有用于配合電氣制動(dòng)實(shí)現(xiàn)減速控制〕任務(wù)制動(dòng)和緊急制動(dòng)〔A〕任務(wù)制動(dòng)司機(jī)在系統(tǒng)的正常開(kāi)車(chē)時(shí)，對(duì)提升機(jī)施加制動(dòng)力，使系統(tǒng)按照需求的速度運(yùn)轉(zhuǎn)?！睟)緊急制動(dòng)當(dāng)提升機(jī)發(fā)生緊急事故時(shí)，抱閘停車(chē)，進(jìn)展維護(hù)。提升機(jī)的機(jī)械制動(dòng)安裝：提升機(jī)的機(jī)械制動(dòng)安裝，通稱(chēng)制動(dòng)器，是提升機(jī)的重要組成部分，制動(dòng)器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成，它直接影響提升機(jī)的正常任務(wù)和平安。1．構(gòu)造目前我國(guó)提升機(jī)運(yùn)用的制動(dòng)安裝多以彈簧作制動(dòng)力、以液壓系統(tǒng)配合彈簧實(shí)現(xiàn)緊閘/松閘控制。如以碟形彈簧作制動(dòng)力源的盤(pán)式閘制動(dòng)安裝，該系統(tǒng)包括盤(pán)式閘和液壓系統(tǒng)兩部分。2．機(jī)械制動(dòng)控制目前