礦山提升機自動化控制系統改造的必要性分析

王鵬翔

（中礦金業股份有限公司，山東 煙臺 264000）

隨著時代的發展，大部分礦業企業都已經意識到以往使用的提升機系統無法滿足日常工作的需求，并且紛紛做出自動化的改造，整體分析改造后設備的運行效果我們會發現，在實際運行的過程中，自動化控制系統具有非常強的可靠性，同時還有著非常高的安全性能等，與此同時，控制起來也非常的簡單，還可以帶來顯著的節能效果[1]。優化改造之后的設備，在功能方面相比較之前沒有優化的控制系統，優化改造之后的設備具備更為顯著的優勢，應用的效果更為顯著。

本次研究則主要選擇礦山提升機自動化系統的改造作為整體的研究對象，產生礦井提升機控制系統的實際應用情況，分析其改造的重要價值，并且提出礦山提升機自動化控制系統的正確使用方法。為后續一系列礦山提升機自動化控制系統改造方面的研究提供參考。

1 改造之前的礦山提升機控制系統情況

改造之前的礦山提升機控制系統在實際應用的過程中會存在很多的問題，所以已經被逐漸棄用，最為明顯的一個問題就是在實際運行的過程中無法正確有效的調整速度，在調節的過程中，需要耗費非常多的能源，并且無法合理、準確的控制精確度，同時還存在監控以及安全維護等多個方面的問題，缺乏足夠的安全系數，并且，維修以及保護方面還有非常多繁瑣的工作需要做[2]。除此之外，改造之前的礦山提升機控制系統還需耗費非常高的運行成本。因為上述種種劣勢，我們會發現，改造之前的礦山提升機控制系統問題頗多需要得到及時的更新跟改造，自動化改造的必要性非常顯著。改造之前的礦山提升機控制系統主要問題如下所示：第一個問題是改造之前的礦山提升機控制系統缺乏足夠的自動化水平，這是導致生產成本逐漸增加的一個主要原因，并且還會直接影響到生產的數量。第二個問題是改造之前的礦山提升機控制系統具有比較復雜的控制系統機構組成，并且還會涉及到多種復雜的系統問題，甚至還會直接破壞一些關鍵的零部件，同時還會逐漸加大對應的設備維修以及保護的難度跟強，這是影響生產效率難以提升的一個主要原因。第三個問題是改造之前的礦山提升機控制系統換檔以及啟動的時候會產生非常大的電流沖擊，那么機械則需承受非常大的沖擊，這是影響電機使用年限的一個主要的原因。第四個問題是改造之前的礦山提升機控制系統低速段以及低電壓的啟動力矩比較小，缺乏滿足需求的帶負載水平，所以無法及時有效的完成恒轉矩提升這一個需求。第五個問題是改造之前的礦山提升機控制系統在爬行以及低速度過程中，通常情況下，想要實現提升運行的速度，一般都需要通過使用制動閘皮的摩擦滾筒，在上述的基礎上進行下一步的有效控制，特別是在負載存在明顯變化的時候，基本上很難控制住恒減速，這就會形成速度調節不夠連續的現象，與此同時，改造之前的礦山提升機控制系統在速度性能控制方面效果也非常的差。第六個問題是在電阻上會損耗、浪費很多的電力資源，除此之外，在申阻器設備安裝的過程中也會形成很多空間的浪費。提升機舊設備如圖1所示。

圖1 轉子串電阻

2 礦山提升機自動化控制系統改造的目標跟方向

2.1 礦山提升機自動化控制系統改造的目標

第一個目標：優化控制、優化運行和優化管理磨礦的整個生產過程，促使整個過程都可以是非常安全的且穩定的，在實際工作中，還需要進一步優化產品的質量，最大程度的提升礦井的生產能力，生產效率。并且實現加料自動化、運輸自動化，實現指標的穩定選別，促使經濟效益得到顯著提升。

第二個目標：合理有效的監控整個礦工作業現場，對于每一個詳細的生產流程都可以及時地了解跟掌握，并且全方位地了解各個工序的生產情況[3]。在遇到突發事件的時候需要第一時間做好反應，并且快速的解決問題，促使全自動化控制操作得以貫徹實現，并且還需要做好兼顧安防，實時調度等方面的工作。

第三個目標：礦山提升機自動化控制系統通過實現自動化的系統，可以最大程度的降低環境的污染，實現能耗消耗的減少，實現作業環境的改善，合理化勞動力度，最后實現文明的生產。

2.2 礦山提升機自動化控制系統改造方向

2.2.1 提升過程的控制

礦山提升機在工作中，提升的過程基本上都是通過PLC進行控制的。PLC自動化控制系統具有非常強大的、穩定的功能，并且在實際應用PLC自動化控制系統的過程中，整體操作非常的簡單易上手，并且PLC自動化控制系統還有著非常快的計算速度，與此同時，PLC自動化控制系統挺適合還具有顯著的診斷功能，這是普通形式的模擬控制系統無法具備的[4-9]。提升機中大部分裝置都是自動化形式的，例如：操作臺、主控系統、上位機、變頻器和每一個信號的控制箱，并且通過網絡將這些裝置進行連接。數據的處理是實時采集的，所以，這樣一來就可以最大程度的降低了發生事故的幾率。

2.2.2 提升位置的控制

提升機控制的本質其實是在于控制提升的位置，換句話說，在預定的位置實現提升物體的控制，并且還有著非常嚴格的精確度標準。

在控制位置上，無法避免誤差問題的產生，也就是說，在控制的過程中，如果高了幾厘米或者是低了幾厘米都會造成非常嚴重的后果。利用PLC控制系統進行控制可以對沒有傳感信號進行采集，再對每一個信號進行處理，在上述的基礎上精準、正的控制提升系統。

2.2.3 提升行程的控制

從本質上來說，提升機的控制角度其實是控制位置，需要從根本上保證在預定的位置實現容量提升來停車，并且還有著非常嚴格的精確度標準。現階段，控制誤差的范圍需要≤2cm。在使用PLC控制系統的過程中，可以有效的收集跟采集各種的傳感信號，例如：感應停車地點、檢測鋼絲繩松繩、比較檢測配重以及滾筒速度等，在上述的基礎上合理的處理信號，以此保護提升機系統，并且實現整體控制的精確化。

圖2 操作臺

2.2.4 提升全程的監測

在提升機實現自動化控制系統改造后，可以發現其安全性得到了強化，并且還可以提升其可靠性，所以，我們需要從根本上重視提升機全過程的監測，全過程的監測的提升實現階段提升機最為主要的一個環節。在提升的過程中，PLC控制系統的使用主要是監測一些參數，詳細步驟如下所示：各個運行裝置狀態的監測；整個過程中工作情況參數的監測；各個傳感器信號的監測。在完成上述參數監測的基礎上，就可以在大部分問題在發生之前及時發現，及時處理，以此為基礎從根本上防止發生危險事故，與此同時，還可以按照實際需求保存跟存儲好各種重要的監視參數，并在上位機上面做出標記跟顯示，這樣一來在后續的一系列問題排查的過程中就方便的多。

3 礦山提升機自動化控制系統改造的必要性分析

在礦山提升機中應用PLC控制系統，能夠使得礦山提升機自動化程度得到最大程度的改善。現如今，在礦山提升機的各個設備均已經開始廣泛使用PLC控制技術，且取得了非常顯著的應用效果。同時也因為PLC控制系統的應用，在各個礦山提升機的性能方面都可以得到基礎性的改善。在開展實際礦井工作的過程中，通過使用PLC控制系統，操作人員可以實現設備的精確操作，由此一來，還可以從根本上改善工作效率。在確保礦山提升機工作效率的基礎上使用PLC控制系統可以實現整體實際工作穩定性的改善，還可以改善其安全性。

與此同時，在實際的礦山提升機工作中，還可以避免因為人為因素造成的失誤。并且，通過使用PLC控制系統，我們還可以準確定位礦山提升機中的故障問題。在操作的過程中，礦山提升機如果出現了嚴重的故障，PLC控制系統就可以第一時間及時的提醒操作人員，從而防止礦山提升機故障，避免產生嚴重的經濟損失，促使企業工作效率跟工作質量得到提升，同時還可以促使企業本身經濟利益實現最大化。

4 自動化控制系統的應用

PLC控制系統是一種新型的電子技術，主要利用微電腦控制來實現操作。在實際生活中，PLC控制系統可以從根本上自動化控制設備，通過使用微電腦控制，可以促使設備第一時間接收并且執行輸入的指令，這樣一來，就可以從根本上防止人為因素方面的影響因素，還可以實現工作危險性的有效降低，這樣一來，相比較人為控制，自動化控制得到的結果將會更加的精準。在生產中，PLC自動化控制系統的應用可以促使整體工業的生產效率以及生產質量得到最大程度的提升，進而促使我國工業自動化得到有效的發展。在實際工作中，想要從根本上改善礦山提升機的自動化發展，就需要重視PLC控制系統的引入使用，礦山提升機的實際工作中，PLC控制系統發揮著顯著的作用，對于礦山提升機的整體發展來說，其價值也是非常巨大的。現階段，大部分礦山提升機都開始重視使用先進的PLC控制系統，相比較以前的繼電器控制系統使用PLC控制系統可以取得更為顯著的效果，在礦山提升機中的應用中，現代工業的發展已經離不開PLC控制系統。所以，我們需要結合實際情況的需求，更為深入的開展PLC控制系統的研究，爭取促使礦山提升機自動化程度得到顯著的提升。

5 結語

對礦產資源采集來說，礦山提升機是最主要的一個設備，運輸是礦山提升機最主要的作用。然而，企業的生產效率會受到，礦山提升機運輸效率的直接影響，所以，礦山提升機自動化控制系統改造具有非常顯著的必要性。

對于改造之前的礦山提升機控制系統，其提升機控制系統效率較低，也無法從根本上保證安全、穩定。甚至，改造之前的礦山提升機控制系統在環保等方面也無法滿足標準，上述存在的這部分缺點都促使著改造之前的礦山提升機控制系統被棄用并且要求實現自動化控制系統的改造。因為，實現自動化控制系統的改造就可以實現礦山提升機控制系統的性能最大程度的提升，并且促使企業生產效率得到最大程度的改善，最后為企業的發展帶來非常顯著的經濟效益。