摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)提升機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速方式存在的問(wèn)題，采用PLC與高壓變頻器相結(jié)合的控制方案對(duì)原有電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高了整個(gè)電控系統(tǒng)安全可靠性余源、控制精度及調(diào)速性能。
關(guān)鍵詞：PLC范益；變頻器天枣；提升機(jī)
一、傳統(tǒng)礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)現(xiàn)狀和問(wèn)題
　　礦井提升機(jī)是礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備虫犀。目前袖指，我國(guó)絕大部分礦井提升機(jī)調(diào)速采用繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的交流調(diào)速系統(tǒng)（以TKD－A為代表），這些提升機(jī)都是20世紀(jì)60年代到70年代的產(chǎn)品证莺，存在以下問(wèn)題：系統(tǒng)功率因數(shù)低熟什，啟動(dòng)電流及切換電流沖擊大，設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn)猜旬，易引起電氣及機(jī)械沖擊脆栋；控制線路復(fù)雜，工作穩(wěn)定性和可靠性差洒擦，缺乏故障診斷功能椿争，排查故障困難怕膛；轉(zhuǎn)子回路串接金屬電阻，消耗電能造成能源浪費(fèi)秦踪，且發(fā)熱嚴(yán)重致使工作環(huán)境惡化褐捻；電機(jī)滑環(huán)接觸不良，易引起設(shè)備故障椅邓，維護(hù)工作量及費(fèi)用高柠逞；另外該系統(tǒng)的電氣控制部分均采用板式結(jié)構(gòu)，體積大希坚、運(yùn)行噪聲高边苹，且所有接線端柱裸露在外，對(duì)運(yùn)行安全造成極大的危害裁僧，因此短琴，對(duì)該類(lèi)型電控調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)是非常必要的。
二智榆、提升機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)方案比較
　　目前膏般，國(guó)內(nèi)礦用提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩種。
　　以晶閘管整流設(shè)備為基礎(chǔ)的直流調(diào)速系統(tǒng)的諧波污染嚴(yán)重档低，功率因數(shù)低娜珍，且目前大部分煤礦現(xiàn)有提升機(jī)配用的是交流異步電動(dòng)機(jī)。如采用直流調(diào)速系統(tǒng)梭甸，需將現(xiàn)有提升電機(jī)更換為直流電機(jī)踏拓，相應(yīng)增加改造成本，而直流電機(jī)較交流電機(jī)故障率高蜜雏，維護(hù)工作量大且費(fèi)用高韩烹。因此，對(duì)電控調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)不建議采用直流調(diào)速系統(tǒng)孝摘。
　　以PLC＋高壓變頻器為核心的交流調(diào)速技術(shù)已比較成熟且在部分單位取得了較好的運(yùn)行效果酿势，該裝置主要由高壓開(kāi)關(guān)柜、移相變壓器妻往、變頻功率單元柜及控制柜組成互艾，可實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)讯泣、牽引纫普、電制動(dòng)等功能，完全滿足提升所需要的四象限運(yùn)行的負(fù)載調(diào)速需要判帮。
　　下面以某公司JTDK-GBP交流提升機(jī)高壓變頻電控裝置為例局嘁，對(duì)此項(xiàng)技術(shù)做簡(jiǎn)單介紹。本裝置由JTDK-PC-ZKT主控臺(tái)和JTDK-GBP-H高壓變頻調(diào)速柜兩部分構(gòu)成晦墙。主控臺(tái)具有結(jié)構(gòu)緊湊悦昵、功能強(qiáng)大肴茄、保護(hù)完善、維修簡(jiǎn)單的特點(diǎn)但指。該設(shè)備采用技術(shù)先進(jìn)寡痰、性能可靠的可編程序控制器作為核心控制器件，以及該公司自行研制的YTX-2型語(yǔ)音報(bào)警板棋凳、CL-2型電流檢測(cè)模塊拦坠、ZL－2型全數(shù)字主令控制器、JXZ-2型全數(shù)字機(jī)械閘和KD-03型可調(diào)閘模塊等多項(xiàng)高性能專利產(chǎn)品構(gòu)成朵椿。該主控臺(tái)可滿足礦井提升機(jī)的全部控制要求和保護(hù)功能佳跃。采用彩色液晶觸摸屏，豐富俭宁、靈活啦别、直觀、形象地顯示提升機(jī)的各類(lèi)運(yùn)行參數(shù)贷营，專門(mén)為使用怯录、維護(hù)人員設(shè)計(jì)的提升機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵控制點(diǎn)故障顯示，能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)排除故障提供直觀信息诬粗，方便了設(shè)備的日常維護(hù)牡呀。
　　JTDK-GBP-H高壓變頻調(diào)速柜由移相隔離變壓器柜、功率單元柜和控制柜三部分組成扯凫。設(shè)備采用了矢量控制轧黑、功率單元串聯(lián)疊波、有源逆變售拼、能量回饋等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)极金，形成了具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、低速運(yùn)行轉(zhuǎn)矩大的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)特性潮峦。能將6kV/l0kV高壓進(jìn)線直接加到變頻調(diào)速柜的移相變壓器原邊，通過(guò)變壓器移相后的二次繞組分別為各功率單元提供電源勇婴。這種供電方式有效地消除了由功率單元所引起的大部分諧波電流忱嘹，確保設(shè)備滿足電網(wǎng)的運(yùn)行要求。各功率單元串聯(lián)疊波后耕渴，輸出高壓直接驅(qū)動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)拘悦，確保輸出電流波形為幾近完美的正弦波，有效地削弱了dv/dt對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣的影響橱脸。由于采用光纖作為控制信號(hào)的傳輸介質(zhì)础米，有效地改善了設(shè)備運(yùn)行的可靠性和抗干擾能力。
　　裝置的工作過(guò)程如下： JTDK-PC-ZKT主控臺(tái)接收開(kāi)車(chē)信號(hào)后添诉，同時(shí)推動(dòng)工作閘和主令控制器屁桑，提升機(jī)開(kāi)始松閘医寿，加速運(yùn)行。推動(dòng)工作閘后蘑斧，松閘信號(hào)經(jīng)可編程控制器處理后使工作閘GZJ線圈接通靖秩，KT線圈得電，線圈通過(guò)的電流隨工作閘開(kāi)啟的角度成比例增大堡喳，提升機(jī)順利松閘件父。主令控制器推離零位后，經(jīng)過(guò)可編程控制器的運(yùn)算發(fā)出4～20mA（與主令離開(kāi)零位的角度成比例） 的控制信號(hào)作為高壓變頻器的輸入給定祸播，高壓變頻器按主控臺(tái)發(fā)出的給定夹它，按設(shè)定要求輸出對(duì)應(yīng)頻率和電壓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)加速運(yùn)行。隨著高壓變頻器輸出頻率由0Hz至50Hz的升高遭唠，提升機(jī)按設(shè)定的運(yùn)行曲線加速進(jìn)入等速段恢儡，當(dāng)提升容器運(yùn)行至減速點(diǎn)時(shí)，主控臺(tái)通過(guò)給定信號(hào)控制變頻調(diào)速柜按規(guī)定要求減速運(yùn)行姆巨，此時(shí)變頻調(diào)速柜輸出頻率由50Hz按要求逐漸降為5Hz左右乏尿，提升機(jī)從等速階段進(jìn)入減速段運(yùn)行。當(dāng)速度降到設(shè)定的速度時(shí)嫩碘，提升機(jī)進(jìn)入到低速段運(yùn)行迂擅，并保持該速度運(yùn)行。當(dāng)提升容器運(yùn)行到卸載位置時(shí)臊啃，主控臺(tái)檢測(cè)到容器到位信號(hào)后症丁，工作閘回路斷電抱閘，控制變頻調(diào)速柜停止輸出旋圆，至此完成一次提升過(guò)程宠默。
　　裝置按《煤礦安全規(guī)程》的要求設(shè)有深度指示失效、接近停車(chē)位置的限速灵巧、過(guò)卷搀矫、滑繩、反轉(zhuǎn)刻肄、失流瓤球、減速段限速、等速段限速敏弃、制動(dòng)油過(guò)壓卦羡、閘瓦磨損、松繩麦到、速度監(jiān)視绿饵、制動(dòng)油超溫、潤(rùn)滑油超壓欠壓瓶颠、煤位拟赊、變頻調(diào)速柜的輕重故障等保護(hù)功能椭吠。系統(tǒng)能根據(jù)故障發(fā)生時(shí)刻容器所在位置，控制提升機(jī)的信號(hào)驱糜、運(yùn)行方向启尚、運(yùn)行速度，必要時(shí)實(shí)施緊急制動(dòng)或二級(jí)制動(dòng)喧弦，確保設(shè)備的安全運(yùn)行纤秃。
　　國(guó)內(nèi)已有數(shù)十家煤礦使用了此套裝置，從運(yùn)行情況看吕迁，改造后的電控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)相比具有如下特點(diǎn)：系統(tǒng)具有更完善的軟硬件保護(hù)環(huán)節(jié)蝎杯；提升操作系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)繩、手動(dòng)肿圾、半自動(dòng)戒甜、全自動(dòng)運(yùn)行；除常規(guī)的保護(hù)外簇戳，還具有深度指示器斷軸（斷線） 保護(hù)润申、減速點(diǎn)后備保護(hù)、錯(cuò)向保護(hù)樊展、給定方向記憶保護(hù)呻纹、二級(jí)制動(dòng)解除保護(hù)、減速段超速保護(hù)专缠、自動(dòng)換向等功能雷酪；制動(dòng)電源裝置能實(shí)現(xiàn)腳踏制動(dòng)、速度及電流閉環(huán)及滿足各種載荷所需的制動(dòng)力矩涝婉；系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)行全過(guò)程的自動(dòng)監(jiān)控哥力，對(duì)提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的參數(shù)及可能危及提升機(jī)正常運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并具有故障顯示墩弯、報(bào)警功能吩跋；具有和上位機(jī)通信的接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和數(shù)據(jù)采集功能渔工；維護(hù)工作量比原系統(tǒng)減少了40%钞澳，耗電量減少了20%～30%嚷掠，節(jié)能效果顯著快鬓。電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單秕重、應(yīng)用靈活、編程方便脓魏、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，大大提高了提升機(jī)的安全運(yùn)行肄埠，減少維護(hù)工作量妄舅，縮短了提升時(shí)間知狂，提高了生產(chǎn)效率。
三和绳、結(jié)束語(yǔ)
　　從目前各種不同的技術(shù)改造方案的對(duì)比來(lái)看啰痒，PLC＋高壓變頻器的交流調(diào)速技術(shù)方案是提升機(jī)電控系統(tǒng)改造的優(yōu)選方案。采用PLC＋高壓變頻器的交流調(diào)速技術(shù)的新型電控系統(tǒng)已較成功地應(yīng)用于礦井提升實(shí)踐挺教，并取得了較好的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)锥拖，克服了傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的缺陷。
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