平煤四礦老主井電氣控制改造意義(郭)

PAGE1平煤四礦老主井絞車提升電控系統(tǒng)改造一、礦井絞車提升系統(tǒng)改造意義1、四礦老主井現(xiàn)使用的磁力站為八級(jí)，有二級(jí)為預(yù)備級(jí)，其余六級(jí)為主加速級(jí)，依據(jù)原有提升系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)代控制新技術(shù)和新設(shè)備對(duì)原有的提升機(jī)控制系統(tǒng)提出了改造方案，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)能力的提高和安全生產(chǎn)性能。2、電控系統(tǒng)對(duì)提升機(jī)安全、合理的運(yùn)行起著保證作用，電控系統(tǒng)元件線路設(shè)計(jì)合理，具有完善的保護(hù)和閉鎖，操作靈活、方便。3、改造后該系統(tǒng)有智能化設(shè)計(jì)，使提升機(jī)控制更趨科學(xué)合理，功能更完善，達(dá)到安全、合理的目的。4、該系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、保護(hù)功能齊全、自動(dòng)化程度高，系統(tǒng)本身能耗低、噪音小、節(jié)能效果明顯、維護(hù)量小及司機(jī)操作方便等優(yōu)點(diǎn)。改造后的運(yùn)行取得了良好的安全效果和經(jīng)濟(jì)效果，為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作奠定了基礎(chǔ)。二、礦井提升控制系統(tǒng)改造的原因隨著四礦生產(chǎn)能力的提高,老主井提升能力逐漸不足,為了解決這一問題,四礦雖然在生產(chǎn)運(yùn)輸上做了一些改進(jìn)，但一定程度上也影響了生產(chǎn)，為此加大老主井的提升能力,才是最有效的辦法.為保證正常提升,通過加強(qiáng)組織管理,盡量縮短提升休止時(shí)間和交接班時(shí)間,雖然提升壓力在一定程度上有所緩解,但不可避免地加大了提升機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度和設(shè)備的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),這種狀況長期持續(xù),嚴(yán)重影響了提升安全;另外,該電控系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的繼電器控制方式，這種控制裝置元件多，體積大，耗能多，噪音大，故障率高，可靠性低，改造和安裝周期長等，盡管采取措施,加強(qiáng)對(duì)該井機(jī)電維修工作，但電氣故障多的狀況一直未能徹底根治，盡管采取措施，加強(qiáng)對(duì)該井機(jī)電維修工作，但電氣故障多的狀況一直未能徹底根治，較高的電氣故障與實(shí)際需要不相適應(yīng)，因此進(jìn)行該主井電控系統(tǒng)改造、提高提升能力已勢必行。1、原主井電控系統(tǒng)采用繼電器，高壓換向接觸器，轉(zhuǎn)子電阻切換為交流接觸器，線路復(fù)雜，二次線號(hào)在3000以上，分立原器件多，觸點(diǎn)接點(diǎn)多，調(diào)試維護(hù)復(fù)雜，易出故障，故障查找難度大，維護(hù)工作技術(shù)難度大，要求維修人員具有較豐富的技術(shù)知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。2、主井低頻制動(dòng)系統(tǒng)，采用低頻發(fā)電機(jī)組供電，低頻發(fā)電機(jī)組主機(jī)功率達(dá)180KW，主提升機(jī)在運(yùn)行時(shí)，低頻機(jī)組必須帶電運(yùn)行，消耗電能很大。三、礦井提升控制系統(tǒng)改造后的特點(diǎn)1、采用新型電力電子器件（雙向晶閘管）替代轉(zhuǎn)子回路交流接觸器，雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的晶閘管，而且僅用一個(gè)觸發(fā)電路，是目前比較理想的交流開關(guān)器件，無觸點(diǎn)、無噪音2、智能性全數(shù)字交流主控臺(tái)

主控臺(tái)是該電控系統(tǒng)的控制中心，該設(shè)備采用操作臺(tái)式結(jié)構(gòu)，除位置、速度、溫度、壓力、電流等必要的信號(hào)采集傳感器和終端執(zhí)行設(shè)備外，所有控制回路全部集中于操作臺(tái)中。司機(jī)可操作主控臺(tái)上的開關(guān)及按鈕來控制提升機(jī)運(yùn)行，并通過指示燈和人機(jī)界面及時(shí)了解提升機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)。主控部分采用技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的日本三菱公司的FX2N

型可編程控制器，按“安全回路雙線制”的設(shè)計(jì)原則，配以我公司研制生產(chǎn)的多種檢測控制模塊完成了提升機(jī)運(yùn)行過程中應(yīng)有的邏輯控制、時(shí)間和速度控制，具有按行程的速度給定、PID速度閉環(huán)控制、各種情況下的安全保護(hù)、自動(dòng)化開車控制功能及各種工作狀態(tài)顯示。主控臺(tái)具有邏輯編程簡單，安全保護(hù)可靠、狀態(tài)顯示齊全、語言報(bào)警等功能。采用該設(shè)備后可省去老電控系統(tǒng)中的

邏輯控制屏、

專用操作臺(tái)、凸輪板給定裝置、測速發(fā)電機(jī)、后備保護(hù)裝置。3、智能型高壓換向切換柜

高壓電源與制動(dòng)電源的切換，采用RS485通訊方式實(shí)現(xiàn)了與主控臺(tái)的通訊。本設(shè)備內(nèi)設(shè)一臺(tái)PLC，可以方便地對(duì)高低壓換向接觸器的各種試驗(yàn)，有效地節(jié)約了查找故障的時(shí)間。并在線路設(shè)計(jì)上采用了雙重化可靠設(shè)計(jì)：(1)主電路的斷開必須經(jīng)過相互串聯(lián)的兩個(gè)接觸器的主觸頭以保證電路的可靠斷開。1、主電路(1)定子回路：提升電動(dòng)機(jī)的定子繞阻經(jīng)高壓隔離開關(guān),高壓真空換向器,與6KV高壓電源相連,高壓換向器由正轉(zhuǎn)接觸器KM2,反轉(zhuǎn)接觸器KM3，用于控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)和電源的通斷。(2)轉(zhuǎn)子回路：外接八段電阻，在加速和動(dòng)力制動(dòng)過程中，有8個(gè)雙向晶閘管分段切除，來改變電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和制動(dòng)特性，以滿足提升機(jī)對(duì)速度的要求，并限制轉(zhuǎn)子電流。2、安全回路安全回路用以保證提升機(jī)安全、可靠地運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)故障狀態(tài)時(shí)，安全回路的接觸器KM5斷電，動(dòng)和觸點(diǎn)打開，將電動(dòng)機(jī)換相回路斷電，使電動(dòng)機(jī)與電源斷開；并且斷開安全閥電磁鐵的電源，提升機(jī)進(jìn)行安全制動(dòng)。在提升機(jī)電控線路中,設(shè)有必要的保護(hù)和連鎖裝置,當(dāng)正常工作狀態(tài)遭到破壞時(shí),安全回路中的觸點(diǎn)段開安全接觸器回路,使安全電磁鐵釋放,打開制動(dòng)油壓系統(tǒng)的二級(jí)安全制動(dòng)閥,迅速回油,從而使盤形閘產(chǎn)生安全制動(dòng).同時(shí),安全接觸點(diǎn)斷開工作閘繼電器線圈回路,工作制動(dòng)參于安全制動(dòng)。（1）高壓斷電保護(hù)：在安全繼電器吸合情況下,踩下腳踏開關(guān),高壓開關(guān)掉電,安全回路繼電器立即斷電。（2）減速段過速保護(hù)：下放過減速點(diǎn)后,不踏腳踏電制動(dòng),松閘下放進(jìn)行實(shí)試驗(yàn),超速10%立即斷掉安全回路。（3）等速段超速保護(hù)：當(dāng)實(shí)際速度超過最大提升速度15%立即斷掉安全回路。（4）制動(dòng)油過壓保護(hù)：制動(dòng)油壓增加到大于6.5MPa,安全回路繼電器立即斷電。（5）接近井口的2m/s限速保護(hù)：通過觀察提開機(jī)運(yùn)行過程中2m/s速度繼電器工作的正確性來判斷,也可以使提升機(jī)運(yùn)行到接近停車位置5米時(shí)速度超過2m/s來試驗(yàn)。（6）過卷保護(hù)：該保護(hù)有4處,即井架過卷、深度指示器過卷、監(jiān)控機(jī)過卷、主控機(jī)過卷,當(dāng)箕斗運(yùn)行超過軌面0.5米時(shí)，使安全回路繼電器斷電。（7）軸編碼器失效保護(hù)：在提升機(jī)慢速運(yùn)行時(shí),將任一個(gè)軸編碼器的輸出線斷開,提升機(jī)運(yùn)行4m后,安全回路繼電器立即斷電。（8）深指失效保護(hù)：人為斷開深指傳感器，當(dāng)絞車運(yùn)行至2.5m時(shí)語言報(bào)警,當(dāng)絞車運(yùn)行至接近井口4m時(shí)安全回路，絞車緊急制動(dòng)。3、制動(dòng)方式制動(dòng)可采用機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)的方法，電氣制動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁電源是不能切斷的，而必須保持額定勵(lì)磁，以產(chǎn)生必要的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩?？梢垣@得平穩(wěn)，安全，可靠的制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，避免了嚴(yán)重的機(jī)械磨損，防止了機(jī)械沖擊，減少了機(jī)械部分的維修工作量，延長了提升機(jī)械的使用壽命，特別是易于實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)的自動(dòng)化，從而有效地改善了提升系統(tǒng)的性能，提高了設(shè)備的提升能力。動(dòng)力制動(dòng)：該制動(dòng)方式適用于減速停車及低速下放重物的場合，此種制動(dòng)方式能量消耗小、制動(dòng)平穩(wěn)。但需用直流電源，不能解決爬行問題，動(dòng)力制動(dòng)是在爬行階段需另設(shè)小電機(jī)（微機(jī)）拖動(dòng)裝置或采用脈沖爬行。礦井提升的動(dòng)力制動(dòng)，對(duì)于提升機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)和減輕機(jī)械閘的負(fù)擔(dān)，有著重要的意義。特別是對(duì)于具有下放重任的副井尤為重要低頻制動(dòng)：1、與其他制動(dòng)方式相比，低頻制動(dòng)主要是對(duì)于大中型礦井提升系統(tǒng)，尤其是對(duì)于深井，采用有低頻電源供電的頻率控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低頻發(fā)電制動(dòng)和低頻爬行，可以比較經(jīng)濟(jì)合理的兼顧減速和爬行兩個(gè)階段，與其他方案相比主要有下面一些優(yōu)點(diǎn)：a、 減速階段可以較準(zhǔn)確地按給定的速度圖運(yùn)行，同時(shí)還節(jié)約電能、制動(dòng)性能好、安全可靠。b、有低頻發(fā)電制動(dòng)減速到低頻爬行是自然過渡的，不需要進(jìn)行任何助線路的轉(zhuǎn)換。而動(dòng)力制動(dòng)只能解決制動(dòng)減速，不能解決爬行問題，采用動(dòng)力制動(dòng)時(shí)在爬行階段需要小