提升機電氣控制系統的技術改造

摘 要：提升機作為煤礦生產中一個重要設備，它的工作效率如何將會在不小程度上影響到原煤與矸石運輸效率，因此對其電氣控制系統進行技術改造將會大大地工作效率和自動化水平，進而為提升煤礦生產效率打下堅實基礎。本文通過對中國知網、萬方等數據庫所查閱到的資料進行研究并結合筆者多年工作經驗，先是對煤礦提升機電氣控制系統主要構成進行了簡要地分析，再深刻剖析了探析提升機電氣控制系統技術改造措施，以期為提高該設備整體性能及效率打下堅實基礎。

關鍵詞：煤礦；提升機；電氣控制系統；改造

在礦山電力拖動系統中提升機是一項非常重要的組成內容。就目前來說，國內煤礦的所應用設備系統大多都是20世紀70年代從國外引進的，至今較長的時間里在設備系統方面并沒有實現更新，這種落后的系統技術對我國煤礦企業生產以及國家利益造成了一定威脅。因此，引入相關先進技術及設備，同時還要不斷地進行自主創新，不斷提升和實現對提升機電氣控制技術的改造，使系統設備性能及工作效率得到不斷地更新和優化。

1 簡要分析煤礦提升機電氣控制系統主要構成

煤礦提升機電控制系統構成主要有主控、調整以及上位機監控等系統組合而成，如圖所示，在對煤礦提升機電控制系統技術進行改造前需對其中各個系統進行了解。其中主控系統主要是有用于對開關量進行控制，簡單地說就在對煤礦提升機自啟動、加速、減速、爬行以及停車等全過程進行控制。而在實施控制的過程中需對提升機運行過程中的電流、速度等與其他監控系統以及控制子系統進行實時交換，進而實現對煤礦提升機進行共同控制。在電氣控制系統中的調整系統是主要是執行主控制系統所發出命令，進而對主電動機進行控制。而上位監控系統則需要對提升機運行過程中各電控系統狀態進行有效地監視。如風機、液壓站以及安全回路等對其運作狀態進行顯示，進而可以及時地顯示故障并做出相應警報。所以，在對煤礦提升機電氣控制系統技術改造時，上位機監控系統僅僅作為顯示作用而存在，并不參與實際地控制。

2 探析煤礦提升機電氣控制系統技術改造措施

2.1 關于貯備設計技術

想要對傳統提升機電控制系統進行改造，可以從貯備設計技術方面來進行。煤礦提升機電氣控制系統中準備設計技術主要是在其中適當增設貯備單元，當某個單元不能正常工作時還可以利用其它相同功能的單元來對該系統實行檢測，甚至是將其取而代之。通過煤礦提升機電氣控制系統貯備設計技術地改造益處有兩方面，一是可以有效地避免了由于某個單元故障而對煤礦生產工作造成影響；二是能夠讓煤礦企業維修人員準確地找到故障單元及時進行處理。

2.2 關于PLC改造技術

PLC系統是指經過信號采集以及一系列處理過程從而實現各種邏輯工作，進而對提升機起到保護作用，使之得以保持正常的運作狀態。它可以實現的主要功能有：后備保護、減速時各種相關自動設定及執行以及聲光故障報警與實時顯示相關狀態等。經過改造后提升機電氣控制系統的保護性能得到較大幅度提升，在運行過程中的安全性和可靠性同樣也得到進一步的提升，且占用面積比較小，在一定程度上降低了維護成本。如當提升機處于工作狀態時該技術可以很好地防止過流等相關故障的發生；其語言報警系統給人工操作帶來了許多便利；PLC系統中的無觸點操作進一步提升了提升機工作的質量及工作的安全性，且不需要更換觸頭等相關備件，有效地減少了人為工作量和材料的使用。同時，它還可以實現全過程、全方位地控制，較好地實現了全自動化運行。另外，將PLC技術應用到煤礦提升機電氣控制系統改造時還可以將傳統動力制動柜更改成低頻全數字化制動電源柜，該設備核心部件為全數字式變頻器，且元件整流上采取進口開關管完成，這樣一來不但有助于獲取多重保護效果，同時也可以實現閉環控制與無極調速。最后PLC在煤礦提升機電氣控制系統改造中地應用還可以讓企業技術人員借助于網絡進行遠程訪問，這樣便能夠及時診斷并排除故障。

2.3 關于深度指示器改造

計算機和電子技術的應用為提升機電氣控制系統的優化提供了良好地保障。傳統的機械式深度指示器在實際運行過程中顯得比較笨重且存在較大誤差。新型設備指示器有兩種類型：數字式和電子式，可以實現對信號的各種操作，較好地幫助了主控PLC系統，促使其可以較好地實現監控保護工作。而電子式指示器可以對提升機與其相關元器的運行狀態進行實時地顯示，并模擬和繪制相關運行實況圖，從而提升了可視性水平；此外，其在使用過程中非常方便，同時還有較高的動靜態特性。全數控晶閘管可以實現人工或計算機來優化電流及速度調節器參數，從而實現電流調節、速度控制以及電樞保護以及磁場圈路等。它對強高速信號具有較強的處理能力，指令相對豐富且具有一定靈活性，在事件控制器處理方面速度較快，此外還可以實現同步校正礦井中信號，使地面與礦井溝通及監控工作進一步增強。

2.4 關于交變頻制動方式

煤礦提升機電氣控制系統中交變頻制動這主要是借用電力半導體元件來使其功能得到有效地發揮。充分利用通斷功能，由變頻器將所輸入電源轉化成電能，并將其傳輸到交流電動機中進一步實現對轉速控制。現階段的變頻器基本上較為常用結構主要是“交—直—交”形式，簡單點說就是由整流器將工頻交流電源變成直流電源然后再將其變成交流電源。在這個過程中變頻器電路主要有整流、中間直流環節和逆變及控制部分。這種方式可以很好地減少接觸器心及電阻器等相關元器件在使用過程中的消耗，降低了故障率，在實際的應用中還有著良好的節能效果。

2.5 其他改造技術分析

除了上述幾項改造以外，為了更好地提高煤礦提升機性能及工作效率，針對其電氣控制系統地改造我們還可以從以下幾點著手：第一，可以在傳統設備的基礎上引入標準化的插件結構以及電氣模塊，從而實現老舊控制核心器件的更換。這種改造方式具有較大的優勢。如其改造成本低且在較短時間內就可以完成，但在新舊元件的通信以及兼容等方面還存在一定的問題，系統在運行過程中仍然存在隱患。第二，充分利用局域網技術可以使上位機更好地實現對提升機系統的實時監控和分析，同時實現資源共享，進一步提升管理水平。還可以通過PWM整流控制技術來對電源前端實行控制，從而減少網側電流諧波的財時還可以有效地減少諧波污染，從而實現環保目標。還可以在行程監控和安全回路上引入雙套配置從而實現對安全性參數的優化，進一步提升故障診斷和記憶力，進而更快速地發現出現故障的地方，使系統運行效率進一步增強。

3 結束語

綜上所述，提升機對煤礦的生產產出有著直接性的聯系。科學、細致、有效地對提升機電氣控制系統技術進行改造，可以進一步提升系統自動化程度，對礦井生產產出和速率也會有所提高；此外還可以有效地減少電能消耗和故障率，促進煤礦提升系統面向自動化和信息化發展。在對該技術進行改造時，應當充分考慮我國現階段的實際情況，學習和借鑒國外先進技術并不斷提升自主創新能力，從而為促進我國煤礦產業的健康、穩定發展打下堅實基礎。

參考文獻：

[1]黃文嘉，李伏立，錢文珺.關于PLC礦井提升機電氣控制系統改造探討與研究[J].電子技術與軟件工程，2014（22）： 248-248.

[2]薛挺.基于PLC的礦井提升機電氣控制系統改造分析[J].山東煤炭科技，2016（1）：112-113.

[3]張悅，王玲.煤礦提升機電氣控制系統優化設計[J].煤礦機械，2013（11）：246-248.

作者簡介：

羅中緒（1989- ），男，江蘇沛縣人，本科，機電助理工程師，研究方向：礦山機電。