礦井提升機調速控制系統探討

摘要：礦井提升機的速度控制是通過調速控制系統實現的，結合調速技術的應用，保障礦井提升機速度控制的可靠性，同時排除外界因素的干擾?？刂葡到y在礦井提升機調速的過程中發揮重要的作用，提高提升機的防干擾能力，保障提升機在礦井作業中保持合理的速度。文章通過對礦井提升機進行研究，分析了調速控制系統的應用。

關鍵詞：礦井提升機；調速控制系統；速度控制；礦井作業；變頻技術；PLC技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD53 文章編號：1009-2374（2015）13-0168-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.13.084

礦井提升機調速的控制系統具有自動化的特點，深入應用變頻技術和PLC技術，全面控制提升機調速，促使其滿足礦井作業的需求，以免超出礦井提升機的規定負載。礦井提升機調速控制系統的設計與應用，需要符合礦井作業的實踐需求，一方面體現調速控制系統的優勢，另一方面改善礦井提升機的性能，加強提升機調速的控制能力。

1 礦井提升機調速控制系統的設計

提升機調速控制系統在礦井作業中，應該保持靈活便捷的調節方式，為了確保提升機調速的穩定，同時保障載荷、頻率的科學性，需要規劃提升機調速控制系統的設計，維持提升機高效率的運行狀態。

1.1 主系統設計

礦井提升機的主系統中的設備有空氣斷路器、接觸器、變頻器以及電機等，組成了具有控制作用的主系統。主系統設計中引入了變頻控制的理論，目的是確保提升機調速控制系統的安全與穩定，可以負擔礦井作業中的提升負荷。主系統設計中比較重要的是矢量控制部分，矢量控制的對象是提升機調速控制系統中的變量設備，如電動機等，嚴格控制主要變量，根據礦井提升機的運行實況提供合理的電源。礦井提升機調速主系統中涉及到了報警設計，在礦井提升機運行時，既可以起到故障報警的作用，又可以保護提升機調速控制系統的安全性，為礦井提升機提供高級別的安全防護。

1.2 PLC控制設計

PLC控制設計是提升機調速控制系統設計的關鍵，因為PLC控制設計中涉及到的功能比較多，比較重要的是控制與監視，規范出PLC外接設備的接線，對照安裝依據連接PLC和外接設備，確保PLC對提升機的控制力度，所以在提升機調速控制系統中進行PLC設計。PLC控制設計主要體現在三個方面，分析如下：（1）主令操作，控制提升機調速的發送指令，PLC具有自動化的特點，其可根據礦井的實況，在PLC的作用下設計合理的運行速度；（2）保護監控，調速控制系統不僅要適應礦井作業中提升機的運行，還要利用PLC實現監控保護，保證提升機調速控制系統運行的效率；（3）信息監測，PLC在礦井提升機調速控制系統內，主動監測提升機的性能信息，確保提升機調速的準確性。

1.3 調速控制系統設計

礦井提升機調速控制系統的設計，實現了安全的運行，配合調速性能并保障提升機運行的準確性。礦井提升機運行時，由調速控制系統完善指令并發送，所以在提升機運行的整個過程中，調速控制系統發揮重要的作用，而調速控制系統的設計，重點考慮保護措施的應用，特別是短路保護，通過空氣斷路器保護提升機調速系統的安全性，優化調速控制系統的設計。

2 礦井提升機調速控制系統的應用技術

礦井提升機調速控制系統的應用技術中，最為關鍵的是上文所述的變頻技術和PLC技術，以某礦井提升機為例，具體分析此兩項技術在控制系統中的應用。

2.1 變頻技術

變頻技術是礦井提升機調速控制系統中不可缺少的一項，提升機調速時涉及到多項變量，為了降低礦井提升機調速時的能源消耗，利用變頻技術提供優質的調速環境，促使提升機適應礦井運行。變頻技術的核心是控制電動機的頻率和轉速，關系公式為：n=60f（1-s）/p，n=轉速、f=電源頻率、s=轉差率、p=極對數，通過變頻調節裝置控制f，有利于調節n和電動機的輸出功率。變頻技術的應用促使電動機在低速狀態下也能滿足提升機的運行需求，利用平滑的速度調控提升機，既可以提高提升機調速控制的水平，又可以節約電動機的工作電能。

2.2 PLC技術

PLC技術的融合性強，滿足礦井提升機調速控制系統的多項需求，實現自動化的調速方式。PLC技術具有自動控制的優勢，應用在調速控制系統的多個模塊中，如CPU、信號等，完善調速控制系統。例如：PLC技術在礦井提升機調速控制系統中實現初始化到安全保護的運行，提高提升機調速的自檢能力，同時協助礦井提升機的故障診斷，保護提升機的安全性。PLC技術應用前期，可以按照礦井提升機調速的實況設計仿真實現，確保PLC技術適用于礦井調速。

3 礦井提升機調速控制系統的改造

結合礦井提升機調速控制系統的運行，提出幾點改造建議，提高調速控制系統的性能。以某礦井提升機為例，分析調速控制系統的改造點。

3.1 礦井提升機調速控制系統的參數

該礦井提升機調速控制系統中電動機功率為75kW，提供最大的提升速度是2.5m/s，運行中的減速比是24∶1，利用轉子串電阻進行調速控制。該提升機調速控制系統的運行較為傳統，以變頻調速為核心設計系統改造。

3.2 系統參數的相關改進

該礦井提升機調速控制系統圍繞變頻調速進行參數改進，分析具體的改進措施。如：（1）針對礦井提升機啟動的各個速度階段，實行頻率改進，結合變頻調速裝置，將提升機速度重新劃分為四個階段，在提升機運行中提供啟動和變化的速度，在變頻調節的狀態下確保提升機的速度達到最佳狀態；（2）規定提升機啟動和制動的頻率是0.2Hz，速度控制的頻率上限是50Hz，利用變頻調速提供矢量控制，確保該礦井能夠準確地控制提升機的速度，實現穩定的速度調節，改善調速控制的環境。

4 結語

礦井提升機調速控制系統的設計較為復雜，利用控制技術并落實改造方法，提高提升機的根本性能，保障提升機調速的效率，同時降低礦井提升機的能源消耗量。提升機在礦井作業中具有很大的發展潛能，所以重點完善提升機的調速系統，促使提升機適應礦井作業的環境，體現控制系統在礦井提升作業中的積極性，提升機的優勢價值。

參考文獻

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作者簡介：朱王敏（1984-），男，浙江臨海人，上海地澳自動化科技有限公司助理工程師，研究方向：礦山自動化。

（責任編輯：王 波）endprint