[新型网络化矿井提升机电控系统研究]矿井提升机

新型网络化矿井提升机电控系统研究

【关键词】新型网络化；
矿井提升机；
电控系统；
探讨 【中图分类号】TD63+3【文献标识码】A【文章编号】 1006-4222（2015）23-0315-02 前言 矿井提升机在矿山生产中发挥着重要的作用，是煤矿开 采中关键的设备，矿井提升机的主要工作就是提升矿物，在 大多数的矿中，提升设备的提升量就是矿井的主产量，当矿 井提升机出现故障时将会造成非常严重的后果。在煤矿生产 中，提升矿井提升机装置的技术性能，是矿井发展的基础， 对矿山生产安全带来直接影响。为此，下文对新型网络化的 矿井提升机电控系统进行研究，分析其工作技术。

1矿井提升机系统介绍 在我国矿井提升机有很多类型，按照提升对象进行划分， 可以被分为主井提升和副井提升；
按照容器类型可以分为：
罐笼提升、矿车提升等；
按照提升类型分，可以被分为单绳缠绕式、多绳缠绕式等。目前，在我国主要的矿井提升机类 型为单绳和多绳式。矿井提升机电控系统主要为TKD控制， 调速系统主要是串电阻交流调速。

1.1主控系统 传统的矿井提升机电控系统中，一般采用是TKD控制， TKD控制就是继电器―――接触器控制系统。在该电控系统 中，继电器一般进行有触电的逻辑控制。在导线连接下，将 继电器逻辑电路、空气接触器以及测速发电机等电路设备相 互连接，进而组成继电器电控系统。其实际的控制方式为：
在输入端输入电控信号，当信号传输到继电器控制电路中时， 输出信号，输出信号作用在被控对象上，被控对象同时触发 继电器控制电路进行信号输出[1]。

1.2调速控制系统 1.2.1绕线异步电机转子回路串电阻交流调速 目前，在很多矿山中，大多数的提升机都采用的是转子 回路串电阻调速方式，该种调速控制方式中，主要是通过将 转子回路中的电阻值改变来实现系统调速控制，并在系统同 步状态较低的情况下实现制定转矩。该种调速方式特点比较 突出，其调速能耗比较大，转子在系统中消耗功率。在低速 运行中其调速性能比较差。

1.2.2V-M直流调速 V-M直流调速方式在实际的控制系统中，通过将其励磁 电流方向改变，使得转矩的极性发生变化，在该种模式下能够有效缩短反向时间，在该种方式下比较经济。

1.2.3G-M直流调速 G-M直流调速系统中由直流电动机与直流发电机共同组 成调速系统，直流电动机的转速通过改变直流发电机的输出 电压来实现，在该电动机中由同步电机带动，以改变直流发 电机的电流来实现其电压的输出。该种调速方式属于闭环控 制方式，能够有效实现无极调速，但是在运行中效率比较低， 产生的噪声比较大，并需要的维护工作量较大，因此在实际 设备运行中不适用[3]。

2新型网络化矿井提升机电控系统设计 2.1信号系统设计 矿井提升机信号系统的设计在其电控系统中的作用突 出，如果该系统出现问题将会对整个提升机的稳定运行到来 阻碍。新型网络化的矿井提升机的信号系统采用的是PLC控 制技术、汉子显示技术、网络通讯技术等，信号系统具有一 定的信息存储功能[4]。

2.1.1信号系统工作原理 信号系统的信号台安装在矿井提升机司机机房中，在 PLC总线技术的支持下，通过RS-485串行通讯方式进行网络 通讯。在井口、井下等各个信号台中都设置有显示板、音频 版等，实现信号的传递。对信号系统的信号发送方式进行研 究，当在矿井下进行信号传输时，在双绞线支持下，将信号 传递到井口信号台中，此时，在井口中接受到信号，当两个信号一致时，将这两个有效信号输送到车房信号台中。并执 行相应的指令[5]。

2.1.2信号系统的优势 在新型网络矿井提升机的信号系统中，采用PlC控制技 术和总线技术，使得该信号系统稳定性提升，实现信号传输 的可靠性。在该信号系统中实现了信号的抗干扰，有效解决 了远程信号传输中信号中断的弊端。该信号系统更加完备， 在实际操作中更加的简洁，将人工劳动强度降低。

2.2行程控制系统 2.2.1行程控制系统功能介绍 行程控制系统在矿井提升机电控系统中输运一个从属 性的功能系统，主要采用的控制器是S7-300PlC。在该从系 统中共包含两部分，分别为综合信号显示器和机箱两部分。

在该从属系统中主要可以实现的功能为对系统中脉冲的采 集，以及脉冲校正，对矿井罐位的计算与显示。从总体性能 上分析，从属系统对矿井提升机主系统的功能进行积极响应 [6]。

2.2.2行程控制系统的工作原理 行程控制系统的工作原理比价简单，通过高速计数器 FM-350-1，对系统中的选装编码脉冲进行检测，并在PLC的 数据信号处理之下，实现了角行程向着线行程的方向转变。

最后将其系统中的信号处理以厘米的方式将其编码输出。然 后将信号以模拟信号方式在显示器中显示。2.3控制系统 2.3.1控制系统功能 新型网络的矿井提升机其控制系统的功能比较突出，其 主控系统部分由S7-300PLC、输入模块、输出模块、继电器 回路等促成。该系统中的主要功能为，从各个从属系统中将 数据信息进行收集，主要收集的信息为脉冲信号、罐位信号、 同步信号以及安全保护信号等。

2.3.2控制系统的工作原理 在矿井提升机的控制系统中，其核心的控制装置就是西 门子S7-300PlC，该控制系统实现了整体系统的控制，对所 有的从属系统设备的状态进行收集。实现信息数据的收集， 首先需要对全厂的数据进行调查，其次，在数据支持下，进 行算术以及逻辑运算，对系统中相应的电气设备运行进行直 接控制。当提升机的司机发出指令时，控制系统首先需要根 据线路中提升种类、当前位置等数据的自动判断提升方向， 向电气传动装置发出开车控制信号，在实际的提升环节中， 控制系统还需要进行实时的数据计算，进而能够自动的完成 提升机的加速、减速以及停车的全过程。在该系统中，PLC 系统通过对高速计算模块的计算，对编码器传输过来的信号 及进行处理。PlC主要处理的信号形式有很多，分别为继电 器接点输出、过卷位置控制信号。在该控制系统中，实现了 电气传动系统发电机的测速，从根本上保证了提升机系统的 高度安全性。3结论 随着科技不断发展，矿井提升机控制系统的性能逐步趋 向于稳定，传统的矿井提升机电控系统中耗能比较大，经济 实用性不强，在改良下的新型网络化矿井提升机电控系统功 能更加的强大，能够较大幅度的提升其工作效率。为此，本 文对矿井提升机系统进行介绍，研究其新型网络化的电控系 统设计，分别从信号系统、行程控制系统、总控制系统等方 面进行分析，研究其工作原理。

参考文献 [1]卢万杰.新型网络化矿井提升机电控系统的研究与 设计[D].辽宁工程技术大学，2007. [2]史大伟，何继兰，顾惠君.基于ProfiBus的矿井提升 机电控系统设计[J].煤矿机械，2011，07：166~168. [3]成梦玲.矿井提升机智能网络控制系统研究[D].江 苏科技大学，2014. [4]赵辉.新型的矿井提升机电控系统[J].煤矿机电， 2009，04：19~22. [5]赵辉.新型的矿井提升机电控系统[A].中国煤炭学 会煤矿机电一体化专业委员会、中国电工技术学会煤矿电工 专业委员会.煤矿安全、高效、洁净开采―――机电一体化 新技术学术会议论文集[C].中国煤炭学会煤矿机电一体化 专业委员会、中国电工技术学会煤矿电工专业委员会， 2009：4.[6]刘涛.新型矿井提升机变频电控系统的研究与设计 [D].河南理工大学，2011