礦用全數(shù)字提升絞車變頻電控系統(tǒng)
1 概述
煤礦主副井絞車，擔負著整礦提人、提煤、運料的繁重工作，一旦出現(xiàn)故障，就將影響整礦的生產。因此設備的正常運行起著至關重要的作用。老式絞車電控采用380V繞線電機串電阻調速，用交流接觸器實現(xiàn)速度段切換。形成了低速降壓啟動、檔位切換加速、全速運行、檔位切換減速、低速降壓停車的工作過程。
但是，在運行中存在明顯的缺點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
(1)大量的電能消耗在轉差電阻上，造成了嚴重的能源浪費，同時電阻器的安裝需要占用很大的空間。
(2)控制系統(tǒng)復雜，導致系統(tǒng)的故障率高，接觸器、電阻器、繞線電機碳刷容易損壞，維護工作量很大，直接影響了生產效率。
(3)低速和爬行階段需要依靠制動閘皮摩擦滾筒實現(xiàn)速度控制，特別是在負載發(fā)生變化時，很難實現(xiàn)恒減速控制，導致調速不連續(xù)、速度控制性能較差。
(4)啟動和換檔沖擊電流大，造成了很大的機械沖擊，導致電機的使用壽命大大降低，而且極容易出現(xiàn)“掉道”現(xiàn)象。
(5)自動化程度不高，增加了開采成本，影響了產量。
(6)低電壓和低速段的啟動力矩小，機械特性比較軟，帶負載能力差，無法實現(xiàn)恒轉矩提升。
針對以上這些問題，煤礦需要對原系統(tǒng)進行改造。根據(jù)當今科技的發(fā)展，采用技術含量較高的變頻調速，替代原來的繞線電機串電阻調速，是較理想的方案。變頻調速實現(xiàn)了電機的軟啟動、軟停車，連續(xù)平滑調速，降低了無功能耗，可節(jié)約大量的電能。安全性也得到大幅提升。
2 電氣控制系統(tǒng)設計原則
◆安全性：采用PLC控制系統(tǒng)，除實現(xiàn)《煤礦安全規(guī)程》（2007年版），《金屬非金屬地下礦山安全規(guī)程》和《礦山電力設計規(guī)范》所規(guī)定的保護功能外，根據(jù)提升機運行工況配置相應的保護功能。
◆可靠性：選擇高性能的進口或國產電氣傳動裝置和電氣元件，使用軟件和硬件雙線制實現(xiàn)安全保護，可用軟件實現(xiàn)的功能不增加硬件，使系統(tǒng)的結構更加簡單合理。
◆*性：采用當前*的技術，確保完善的軟硬件保護環(huán)節(jié)。符合提升機控制的各種要求，滿足現(xiàn)場情況，預留功能擴展的接口，具備遠程診斷/通信功能。
全數(shù)字變頻調速系統(tǒng)總體技術方案
1) 全數(shù)字變頻調速系統(tǒng)選用瑞典ABB公司ACS80系列變頻調速控制器（配提升機專用軟件）。變頻調速柜設有強迫通風裝置；配置相應裝置有效抑制變頻器產生的高頻諧波，改善變頻器輸入/輸出的電流波形。
2) PLC選用日本三菱FX2N系列可編程控制器。對提升機運行的關鍵信號（如速度、容器位置、安全保護、減速、過卷、限速等均采用雙線保護、互為監(jiān)視。
3）主控PLC操作系統(tǒng)能完成提升機半自動、手動、檢修及故障應急開車等運行方式的控制要求以及特殊工況的處理。
4）半自動運行時，司機可通過選擇開關開車，系統(tǒng)具有開車聯(lián)鎖、自動選擇去向、自動減速、自動精確停車等功能，司機可選擇不同的開車速度。
5）手動操作時，司機可控制油壓在0~壓力連續(xù)可調，提升速度在0~額定速度范圍內連續(xù)可調。
6）檢修運行時，速度為0.5m/s，司機能夠實現(xiàn)0~0.5m/s速度的連續(xù)可調，或者通過按鈕使提升機以0.5m/s的恒定速度運行。
7）在PLC、監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)局部故障時，提升機能實現(xiàn)低速應急運行，運行速度〈2m/s。
8）監(jiān)控系統(tǒng)選用工控機，實現(xiàn)多畫面實時監(jiān)控，對狀態(tài)、故障做到準確顯示和實時報警；可以在windows系統(tǒng)環(huán)境下編程，全漢化顯示。
9）整個電控系統(tǒng)采用網絡化、人性化設計，充分考慮現(xiàn)場安裝和運行， 簡化安裝和維護。
10）采取必要的硬件、軟件抗干擾措施，確保整個系統(tǒng)不受外界電磁、內部供電電源干擾， 保證電網電壓波形達到GB/T14549-93標15) 準的要求。
