淺析煤礦提升機制動系統(tǒng)電控裝置設(shè)計

陳晅

（皖北煤電集團，安徽 宿州 234000）

電氣自動化控制技術(shù)作為礦山運輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)施，提升機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性關(guān)系到整個煤礦方的安全。結(jié)合煤礦安全規(guī)程的要求，礦井應采用動態(tài)控制系統(tǒng)對煤礦進行改造。本文分析了PLC控制系統(tǒng)的硬件和軟件，設(shè)計并實現(xiàn)了基于PLC的礦井監(jiān)控系統(tǒng)，針對硬件和軟件設(shè)計以及基于PLC的礦井機電控制系統(tǒng)的檢測進行了分析，旨在提高礦井機械的工作效率和礦井生產(chǎn)的安全性。

1 煤礦提升機制動系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

1.1 提升機分析

在煤礦和有色金屬礦山中，礦山升降機是煤礦場地的主要運輸設(shè)備。提升機系統(tǒng)很復雜，需要連接到不同的控件進行總體的控制。井道升格系統(tǒng)雖然有安全對策，但是由于工作環(huán)境不在每個項目中，盡管有供應鏈的安全措施，機械零件和零件的工作都會減少。這是由于系統(tǒng)的非自動功能的缺點造成的。人的行為會影響安全、會影響監(jiān)視和控制，從而降低安全性能。運行中發(fā)生的故障依然存在。由于一部分零件的機能不足，很難把握升級和系統(tǒng)的運行，因為沒有按照既定路線運行，所以也有發(fā)生故障的情況。主要由煤礦提升機制動電氣控制系統(tǒng)，有效通過轉(zhuǎn)速控制電機的運行。加強對升降機電控系統(tǒng)的研究，是自動化技術(shù)不斷發(fā)展的重要課題。同時，對提高能力和方法、對電傳方式也有新的要求。對于提高水平的機器，有優(yōu)秀的提高水平能力和高使用性能，對于電動傳動系統(tǒng)，能迅速進行正轉(zhuǎn)運動和逆轉(zhuǎn)運動，能夠正確地制動，要求高性能等。

1.2 提升系統(tǒng)當前現(xiàn)狀分析

兩者之間的相互配合是完整的，但是煤礦提升系統(tǒng)這一過程的改進是比較復雜的，因此，在改進過程中也存在一些不足，主要問題是控制精度不正確，另一個問題是自動更新機械的位置實現(xiàn)精度控制。一般來說，操作指南并不能保證提升機的安全，這是一個明顯的過加速過程。安全沒有保障。雖然在加速和減速階段這種提升是明顯的，但接觸器頻繁動作，噪聲增大，接觸器的壽命影響失效概率。傳統(tǒng)升降機不是自動的，是人工操作的。隨著接觸器的故障發(fā)生對曠工的生命安全造成一定的威脅。另一個問題是通過是抵制能耗控制模式對提升系統(tǒng)進行改造，但是，升降機升格減速過程中，整體能源消耗過高，對企業(yè)來說，能源消耗過高和直接企業(yè)的經(jīng)濟效果。

1.3 PLC自動化提升機制動系統(tǒng)電控裝置

為了改進礦井PLC的電氣控制系統(tǒng)，PLC的控制系統(tǒng)主要是對提升機進行控制和保護。數(shù)據(jù)工作過程中的一致性、響應、通信、控制和控制網(wǎng)絡(luò)。特別是應急電控系統(tǒng)的設(shè)計，為了提高系統(tǒng)的運行能力，提升電梯電控系統(tǒng)提高控制系統(tǒng)安全性的重要組成部分。通過系統(tǒng)的逆變器和處理器對提升機進行速度控制。電氣控制系統(tǒng)的所有組成部分，包括PLC、電阻控制。為了完善PLC礦井電機控制系統(tǒng)，PLC主控系統(tǒng)控制提升機的標高，并進行相應的保護，PLC輔助控制系統(tǒng)體現(xiàn)了協(xié)同工作的價值。在運行過程中，主控和副控之間耦合網(wǎng)絡(luò)通信交互數(shù)據(jù)，實現(xiàn)雙線控制和相互監(jiān)控，提高系統(tǒng)安全性。特別是對于控制系統(tǒng)，必須設(shè)計緊急駕駛功能。電氣控制系統(tǒng)是礦井提升機的核心，電氣控制系統(tǒng)由變頻調(diào)速系統(tǒng)和核心處理器控制，運行的核心處理器是S7-300PLC。電氣控制系統(tǒng)的總體配置包括PLC控制箱、制動電阻柜、操作面板觸摸屏、變頻電源柜、低壓配電盤，該部件的作用是：（1）電氣控制系統(tǒng)的核心由PLC組成監(jiān)控系統(tǒng)組成，PLC配置主要控制安全門、門鎖、電梯、信號燈等。（2）頻率轉(zhuǎn)換器的電源柜。其重點是控制可以反饋能量的電控系統(tǒng)的速度。（3）制動電阻的架子。那個重點制動升降機是停止或減速的動力。（4）低壓配電盤。其具體功能是向外圍電路和控制電路提供電力供給。（5）觸摸屏。顯示屏包括電控系統(tǒng)的溫度、電流、電壓、位置等。

2 煤礦提升機制動系統(tǒng)電控應用

2.1 電氣自動化控制

在交流變頻設(shè)備的設(shè)備改造中，采用電氣自動化控制技術(shù)進行改造。該自動控制系統(tǒng)具有靈活性強、驅(qū)動速度快、診斷性能好等特點。因此，這在傳統(tǒng)控制模式下無法實現(xiàn)。交流變頻器采用電氣控制系統(tǒng)。它們將控制、監(jiān)控的相關(guān)數(shù)據(jù)進行手機和反饋，通過芯片的數(shù)據(jù)傳輸對參考值預測和模擬控制進行有機結(jié)合，最后在共計算機控制總線上進行數(shù)據(jù)顯示，并能夠通過計算機相關(guān)操作來調(diào)節(jié)提升機的速度和變量。

2.2 提升行程控制

升降控制是對位置的控制需要的準確度很高，因為對位置的控制能夠在礦產(chǎn)運行中提升精確的位置。電氣自動化控制使能夠采集和處理各種傳感信號通過計算機的運算進行提前預知，利用自動化計算出水箱的準確位置并對其進行控制和保護。提升后，實現(xiàn)了一體化行程的控制。

2.3 安全回路

當電氣設(shè)備發(fā)生故障時，安全電路能自動保護，保證設(shè)備和人身安全，安全電路因故障可采取不同的處理方案。

3 煤礦提升機制動系統(tǒng)電控裝置設(shè)計

3.1 電路設(shè)計

德國西門子S7-300硬件模塊包括編程設(shè)備、通信模塊、接口模塊、電源模塊和CPU模塊。CPU模塊的結(jié)構(gòu)是一個微處理器和一個存儲器，它收集機器的狀態(tài)信號，執(zhí)行控制改進，檢測設(shè)備的故障，并實時存儲系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)。接口模塊，即數(shù)據(jù)模塊，可以在各個硬件之間直接傳輸數(shù)據(jù)。通信模塊是一個I/O接口，用于在PLC控制器和上位機之間進行通信。步驟7.5被編程為可以編輯各種文件的設(shè)備。電源模塊向其他外部設(shè)備供電，并將外部220V交流電壓轉(zhuǎn)換為設(shè)備所需的電壓（24V或5V）。S7-300硬件模塊，配置通信模塊、接口模塊和電源模塊。這里設(shè)置的CPU和內(nèi)存可以存儲編程引擎的狀態(tài)信號。實時設(shè)備故障檢測與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是指I-O接口與PLC控制設(shè)備之間的通信，它可以在硬件模塊之間直接傳輸數(shù)據(jù)。該軟件采用step7.5作為硬件，可以編輯各種源文件，為其他外設(shè)提供源文件，外接電源轉(zhuǎn)換器220V交流電源。

3.2 PLC控制系統(tǒng)

采用兩套PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)煤礦提升機的穩(wěn)定、安全運行。相關(guān)系統(tǒng)硬件的I/O接口信息包括開關(guān)信號和模擬信號，開關(guān)信號的輸出和輸入數(shù)字信號為10和24，輸出輸入為4和5。安全電路設(shè)計包括編譯電路和繼電器開關(guān)。將PLC軟件編程電路與繼電器開關(guān)串聯(lián)在一起的安全電路是整個PLC控制系統(tǒng)的一項安全措施，也是電氣設(shè)備的安全標準和安全規(guī)則。

3.3 變頻設(shè)計

頻率調(diào)制設(shè)備的配置部分是直接影響電控制系統(tǒng)的主要控制系統(tǒng)。將分析的升級系統(tǒng)的升級量和動作速度組合起來，適用實施方式，電路結(jié)構(gòu)及基本工作原理：該電路由一個P通道和N組倒柵連接電路組成，與直流電機可逆調(diào)速的四象限變換電路相同。

逆變器P和N為控制整流電路，P組運行時負載電流為正，N組運行時負載電流為負。如果兩個電流互感器以恒定頻率交替，負載可以獲得該頻率。改變兩個變壓器的開關(guān)頻率可以改變輸出頻率。在交流電路工作期間，您可以通過改變控制角來改變交流輸出電壓的寬度。

3.4 檢測設(shè)計

為了檢測控制系統(tǒng)的功能，在軟硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上搭建了實驗樣機。一是檢查PLC控制箱、制動電阻柜、變頻電源柜、操作臺、低壓配電盤等線路。二是，提供封裝的一系列電源，以提供封裝控制電路的一系列電源。三是變頻器柜的調(diào)整，需要設(shè)定控制參數(shù)。變頻器自動識別電機并怠速運轉(zhuǎn)。這表明啟動時沖擊電流很小。大的啟動沖擊可以防止地層的沖擊。設(shè)定電梯速度參考值120r/min，使電梯快速達到實際轉(zhuǎn)速，保證穩(wěn)定運行。基于這一點，所設(shè)計的基于PLC的礦井機電控制系統(tǒng)能夠完善，具有優(yōu)良的性能，符合施工的實際需要。上述軟硬件設(shè)計均基于PLC控制的電阻式逆變器操作平臺。包含兩個平面圖的兩個源代碼控制包和使包成為一組源代碼電路的其他電路。第三包變參數(shù)的自動辨識控制空調(diào)和電梯的運行表明，小電流和立即啟動的影響可以防止大啟動的影響。快速穩(wěn)定的工作轎廂，設(shè)定參考速度1200R電梯和快速電梯空間。為了保證實際運行的穩(wěn)定性，考慮了PLC的設(shè)計，對電氣控制系統(tǒng)和設(shè)備進行了改進。

4 結(jié)語

因此，為了實現(xiàn)井下電梯生產(chǎn)穩(wěn)定性和效率的提高，本文設(shè)計了一套PLC電梯（提升機）控制系統(tǒng)。核心處理器選用了兩臺S7-300系列PLC。電氣控制系統(tǒng)的總體配置包括手術(shù)臺、制動電阻板、PLC控制箱、低壓配電板、變頻電源柜等。并建立了實驗樣品檢測系統(tǒng)，實際運行情況表明，該系統(tǒng)的設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)工程的實際必要性。

礦井中使用的控制器是一些機電設(shè)備和接觸器，系統(tǒng)穩(wěn)定性比較差，運行故障率過高，用電量過大，礦井經(jīng)濟成本增加，也影響礦井的正常生產(chǎn)。通過有效地應用煤礦機電一體化技術(shù)，有效地避免了故障率高的問題，保障了工人的安全，降低了設(shè)備維護成本，提高了設(shè)施運行效率，有效地保障了煤礦的安全和效益。