關于煤礦提升機雙電控系統的探索和研究

任保將

摘要

本文主要講述了提升機雙電控系統在煤礦提升系統中的探索和研究，通過在保留提升機原電控系統的前提下，增加一套直流調速系統與PLC控制系統，實現新舊調速系統和新舊PLC控制系統的互為備用、快速切換。

【關鍵詞】提升機 雙電控系統 快速切換

1 背景介紹

提升機作為煤礦大型固定設備，擔負著礦井人員、設備、物料下井主要任務，是礦井安全生產的主要環節，提升機的安全運行是礦井機電設備管理的重中之重，而提升機電控系統決定著提升機是否能安全可靠的運行。

五陽煤礦南豐進風井提升系統裝備一部型號為JKMD-3.5×4[Ⅲ]E型多繩摩擦式提升機，提升機主控系統采用SIEMENS公司SIMATICS7-400.通過對提升機的使用過程中，我們發現，提升機單一電控系統經常會出現各類故障，由于電控設備復雜，元器件多，給故障的排查帶來了諸多不便，影響了人員和物料的提升，進而影響到了礦井正常生產。

2 研究論證

我礦機電工程技術人員通過查閱資料、文獻，多方調研和考察，對提升機電控系統的運行方式進行了討論和研究，提出了“提升機雙電控系統”這一研究方向，其主要內容就是增加一套PLC主控系統以及直流調速系統，并且保留原電控系統和直流調速系統，且能實現新舊調速系統和新舊PLC控制系統的互為備用、快速切換。其優點是：在一套主控或者調速系統出現故障，無法快速恢復的情況下，可以迅速切換至備用系統，這樣既不影響提升機運轉，又有充足的時間來處理故障，從而確保提升系統安全可靠運轉。但是由于存在兩套電控系統，其系統比較復雜，檢修工作量大，所以這種雙電控系統運行方式對檢修人員的素質和業務技能要求比較高。

要實現新舊調速系統和新舊PLC控制系統的互為備用、快速切換，必須滿足以下條件：

（1）新舊控制系統和調速系統切換簡單、快捷、可靠;

（2）新電控的關鍵信號不與舊電控混用，保證新電控的獨立可靠性。

（3）所有更換的設備需與原電控系統兼容，能實現獨立運行和互備控制。

3 提升機雙電控系統實施方案

3.1 總體思路

針對目前提升機電控系統運行情況，增加一套PLC主控系統以及直流調速系統，并且保留原電控系統和直流調速系統，改造后的新舊兩套電控系統均應滿足安全提矸、提人、下放材料設備的要求。副井提升操作方式：應具有檢修、驗繩、手動、半自動、全自動、簡易運行、長材、大件、提人、提物、保護試驗等功能，具備自動化開車功能。且能實現新舊調速系統和新舊PLC控制系統的互為備用、快速切換，在一套主控或者調速系統出現故障，無法快速恢復的情況下，可以迅速切換至備用系統，從而確保提升系統安全可靠運轉。

3.2 系統設備組成

（1）提升機雙電控系統主要由共用部分、獨立部分兩部分組成，具體內容如下：

共用部分：①共用部分不需要切換的有：電機、高壓供電、輔助變電器、整流變壓器、快開、電抗器、操作臺（包括速度手把、指示燈、深度指示器顯示等）。②共用部分需要切換的有：信號系統、高壓合分狀態信號、井筒開關、軸編碼器、快開信號、變壓器溫度巡檢儀、右操作臺的按鈕及轉換開關等信號，通過信號切換柜來實現切換。

獨立部分：①新舊傳動系統獨立運行;②新舊提升機控制系統獨立運行;

（2）需增加的設備及作用。實現雙電控系統，需要增加的設備有：信號切換柜、PLC柜、主電樞整流柜、勵磁整流柜、主回路切換柜。

其中主回路切換柜，能實現電樞變壓器到新舊電樞整流柜，新舊電樞整流柜到直流快開的快速切換。這樣就能實現主電機的新舊直流調速系統的切換。

信號切換柜設置信號分站，用于提升機關鍵信號的切換。信號系統、高壓柜、快開、變壓器溫度巡檢儀等共用信號接入信號切換柜，通過內置的轉換開關分別分配給新舊系統。所有的切換信號有切換保護控制裝置進行信號閉鎖保護，新舊控制系統能自動識別狀態及完成設備運行控制功能。

3.3 新舊切換系統簡介

3.3.1 主回路調速系統切換方式

配置1臺主回路切換柜，采用大電流刀閘快關對主回路進行切換，實現新傳動系統與舊傳動系統主回路的切換。主回路切換柜用于將電樞變壓器出線分別引入新舊電樞整流柜處，新舊電樞整流柜通過主回路切換柜將出線引入主回路。采用本切換裝置可實現快速切換，減少對生產的影響，方便對故障整流裝置的維修。主回路轉換柜配置4臺三刀雙置開關，主控對轉換進行監視保護。

3.3.2 新舊信號系統切換方式

所有切換的信號為公共信號。公共信號包括：高壓系統、信號系統、操作臺等關鍵信號，新舊控制系統共用一套公共信號。

公共信號由現場實際信號起始點引出線，引至信號切換柜公共端輸入端子，切換端輸出端子分別接新、舊系統的兩個通道，分別進入各自的PLC.配置轉換開關，轉換開關有舊電控通道和新電控通道兩種狀態，且設有閉鎖，避免誤操作。

3.4 操作臺改造

為實現雙電控系統的使用和操作，需要對現有操作臺進行改造，加裝相應的轉換開關，按鈕，用做新電控系統的控制輸入點。

保留原操作臺PLC作為分站與新系統主控PLC通訊，接收操作臺按鈕、指示燈和速度手把信號。

在操作臺增加一套與原系統相同配置PLC作為其備用。

在操作臺增加一套上位機系統，用于新電控系統的監控和操作。

3.5 新舊電控系統操作及切換流程

在當前提升機電控系統出現故障，無法快速排查出故障點，或者故障無法在短時間內處理好的情況下，我們就需要對電控系統進行切換，通過在主回路切換柜和信號切換柜進行簡單操作，來實現新舊兩套電控系統的互相切換作業。

4 預期效果和前景展望

通過對南豐提升機電控系統進行改造，采用互為切換備用的雙電控系統，能在當前在用系統故障的情況下，迅速切換到備用系統，減小機電設備事故率，從而實現提升系統的安全可靠運轉，從而保障礦井安全高效生產。具備一定的可行性，可在各煤礦提升系統中進行應用。

煤礦生產作為高危行業，其設備的穩定性和可靠性至關重要，因此，積極探索和改進煤礦裝備，不斷提高煤礦裝備穩定性，縮短故障時間，確保煤礦安全高效生產，是我們常抓不懈的一項重點工作。