淺談提升機限速保護控制的改進

【摘要】隨著科學技術的不斷發展，我國礦井提升機控制系統中以大量地采用高新技術，目前所設計的大型礦井提升機都使用了可編程序控制器，所有的控制邏輯和控制數據都由可編程序控制器集中處理和控制，本文通過對PLC控制技術的了解和實際應用，針對礦山交流提升機中限速保護控制環節的原理進行理論分析，并結合實際對原有PLC的程序進行修改完善，最終解決了生產中存在的問題，使系統運行更加安全穩定。

【關鍵詞】礦井提升機；限速保護；閉環控制：改進措施

可編程控制器簡稱PLC它是隨著計算機、數字技術的發展及現代化工業的要求而誕生的，PLC廣泛地應用在各種機械設備和生產的自動控制系統中。我公司于2003年采用PLC控制技術改造了第一臺箕斗井提升機電控，其后又相繼改造了5臺交流提升機電控。本文主要介紹我公司在實際應用PLC電控過程中對限速保護控制環節出現的問題進行分析，并通過理論與實際相結合方式將故障排除的實施過程。

1.提升機限速保護控制的原理

限速保護控制是提升機安全運行的重要保護環節，它是保證提升機的整個運行過程始終圍繞在規定的速度曲線范圍內運行的裝置，其中限速保護控制由兩部分組成，為別是可調閘閉環控制和低頻制動控制。

在正常工作狀態下，可調閘控制用于保證司機根據需要隨時調整工作制動油壓以調整制動器的制動力，達到控制提升機速度的目的。當提升容器處于減速段時，可調閘限速控制自動投入以保證提升機安全減速。可調閘閉環控制就是保證提升機從加速、等速、減速、爬行到停止整個過程，始終圍繞在規定的范圍以內運行。低頻制動也是保證提升機在減速段安全運行的裝置，當提升機運行到減速段以后，低頻制動裝置自動投入，使提升機速度下降到規定的數值，然后在以每秒0.5米的速度將提升機平穩的運行至停車位置。低頻接觸器和線路接觸器的線圈由提升機控制系統進行控制并具有電氣及機械閉鎖，確保兩臺換向器在任何情況下不能同時得電閉合，保證數字化低頻電源裝置的安全運行。

2.問題的提出與分析

2003年該公司采用PLC控制技術改造完成的提升機電控系統投入正常生產后，剛開始的一段時間里設備運行一直很穩定，后來多次出現在提升機運行到減速段時提升機的速度突然降低的現象，然后顯示故障停車。在加速段沒有按照給定的速度曲線去平滑的減速，偏離了給定的范圍，同時減速機由于速度的突變發出巨大的響聲，經過多次查找未找到原因。

經過幾天對電控原理和PLC內部減速段速度閉環程序部分的分析最終找到了原因。提升機是在減速段中出現的問題，通過仔細觀察PLC內部的梯形圖發現提升機的速度還沒降下來低速繼電器就動作，導致變頻器在提升機全速運行時就開始低速運行，相當于給提升機一個很大的制動電流，這是不允許的，也是減速齒輪響聲的根源。問題就出在于這個低速繼電器上。

3.問題的解決

低速繼電器是由測速發電機反饋的實際速度值經測速板轉換后進入PLC中來控制的，當提升機速度下降到3米每秒時低速繼電器才動作，而現在是全速時就開始動作，經檢查測速板發現提升機全速時測速板輸出值不到3V，正常是應該時8V，這就是M41常閉點始終接通的原因。

針對以上出現的問題，首先要對測速板進行更換或查找故障，然后重新調整全速時的輸出數值。由于測速板沒有備用的可更換，就試著對照測速板原理圖去調整輸出端的電位器，發現電壓可以變化調整，證明測速板沒有損壞，只是測速板的電阻值由于長時間工作造成電阻值發生變化，才導致故障的出現。經重新調整輸出電壓值，在提升機全速運行的時候將測速板的輸出調整到8V，然后在進行試車，打開梯形圖觀察低速繼電器已經恢復在規定值時正常釋放，提升機也能夠平穩減速、爬行最終到停車。故障排除。

4.對程序的完善

在實際的應用中還出現過到減速點后由于閘閉環控制開始啟動，經常出現閘輸出值太大使提升機速度下降的太快的現象，通過分析梯形圖程序發現閘閉環控制輸出值不合理使得工作閘抱的太緊，才出現提升機速度下降太快的現象，于是對梯形圖程序進行修改，修改后的梯形圖程序如圖1所示。

修改后的梯形圖設計了一個仿PI調節器調速功能的程序，把（T200）作為限速積分器，當提升機超速時，M79動作，限速積分器T200內K值快速上升，用D9（閘閉環結果）減去T200內變化的數值，超速時間越長可調閘制動力矩越大，使超速的提升機快速恢復到正常速度曲線內。將D9作為閘閉環結果與閘把給定值比較，閘閉環結果大于閘把給定值設定值，梯形圖程序比較指令M73常開點動作，選擇閘把給定作為閘電流輸出；閘閉環結果小于閘把給定值，梯形圖程序比較指令M74常閉點動作，選擇閘閉環結果作為閘電流輸出結果。另外，當提升機超速時用數值K1200作為閘輸出初始值，使可調閘快速投入，貼閘瓦輕微制動。重新修改的梯形圖在保證提升機安全運行的情況下，解決了提升質量變化和可調閘閉環滯后的問題，經過上述對原有限速程序的修改，徹底的解決以往經常出現的故障，現在已經運行近6年的時間未出現限速保護方面的問題。

圖1 梯形圖程序

PLC可編程控制器技術在提升機電控系統中的應用大大提高了生產效率。我們在使用使先進技術的同時，要不斷的探索和實踐，對實際應用中出現的各種問題，要通過理論與實際方式去分析去完善，最終達到理想的使用效果。

參考文獻

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