PLC在矿井提升机电控系统中的应用
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摘 要：分析了提升机电控系统的特点，介绍了PLC技术在我国矿井提升机电控系统中的应用。
关键词：矿井提升机；电控系统；PLC技术
中图分类号：TD44 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）026(C)-0170-01
前言：矿井提升机是矿山生产的至关重要的大型设备，对矿井的生产及安全起着非常重要的作用。由于提升机的生产工艺要求比较高，所以它的电气传动及电气控制装置一直是各国电气传动界的一个重要研究领域。为确保矿井提升机的安全性和可靠性，自20世纪70年代开始，可编程序控制器（以下简称PLC）开始进入提升机的电控系统。现已获得广泛应用。
一、提升机对电控装置的要求
矿井提升机属往复运动的生产机械，对于单水平提升系统，在每次提升循环中，容器的上升或下降的运动距离是相同的；对于多水平提升系统。每次提升循环中，容器的运动距离不一定相同。但无论哪种情况，提升机在工作过程中都有固定的循环运动方式。根据提升机的运行方式和矿山企业的固有特点，对提升机电控系统的要求如下：（一）能够四象限运行。只有这样，提升机才能根据负载变化及工作需要，按给定速度图自动地工作在正向或反向、电动或制动等工作状态。（二）加、减速度的大小符合有关规程的规定。一般说来，升降人员时，加速度a≤O.75m／s2；升降物料时，加速度n≤1.2m／s2。（三）具有良好的调速性能。亦即静差率小、速度平稳、调速范围大、调速方便等。（四）工作方式转换容易。要能够方便地进行自动、手动、验绳、调绳等工作方式的转换。（五）要设置准确可靠的速度给定装置，以实现加、减速时的平稳运行。（六）要设置完善的故障监视、安全联锁、信号报警及闸控电路，确保系统安全运行。
二、老式矿井提升机电控系统存在的主要问题
（一）不适应现代化矿井的管理要求。有些矿井虽然采用了PLC控制系统，但老式的PLC矿井提升机电控系统没有通信功能，不能把工作状况详细地、实时地传送给调度室或其它生产管理部门，造成管理混乱，影响了生产效率。（二）智能性差。老式电控系统无法指示故障的确切位置所在，排查故障非常困难，往往需要大量的维修工采取排查方式进行，维修时间长，效率低下。（三）存在不安全隐患。老式提升机电控系统大都采用模拟控制系统，其控制逻辑复杂，响应周期长，实时性差，不能适应需快速响应的控制系统。继电器触点在提升机频繁的启、停动作中，很容易老化，需要定期更换继电器。
三、PLC系统的功能及特点
（一）具有自动控制功能，能按事先输入的控制程序实现自动逻辑顺序控制，可靠性高，抗干扰能力较强，动作快速性好。（二）PLC系统具有编辑灵活的特点。修改程序方便，便于系统变更、控制功能的增加与减少。（三）PLC系统除完成以往继电器系统具有的功能外，还增加了一些特殊软件功能，如通过光电编码器来判断提升容器所处位置，确定软件减速点、停车等。（四）PLC系统具有编辑简单，使用方便，便于现场维护管理等特点。
四、PLC在提升机电控系统中的应用
矿井提升机的电控系统，包括工艺控制、行程控制、监视系统、安全回路、制动系统和信号系统等，都可以引入PLC进行控制。
（一）工艺控制。由于PLC编程方便、灵活和功能完善，将其用于工艺流程控制时，并非仅将原继电器控制系统中的开关量简单地用PLC的逻辑关系替代，而是采用多重联锁和可靠的检验，构成功能完善的监视与控制系统，吼保证提升工艺流程控制与联锁的高可靠性，且便于操作和进行故障诊断处理。（二）行程控制。提升机的行程控制，实质上是位置控制，保证提升容器在预定地点准确停车。为了减少钢丝绳及设备的动态冲击和减少对电网有功功率的冲击，并考虑到副井提升时人的感受，一般采取加速度控制，工艺允许时，最好实现无爬行控制，以减少提升时间，提高生产教率。（三）监视系统。提升过程的监视，最重要的是提升行程终端的监视，即减速段超速和过卷监视，以及等速段超速监视，实现方式多为PIC构成的电子式装置加井筒开关。（四）安全回路。在矿井提升机中，安全回路是最为重要的。一般说来，提升机的故障处理方式有三种：1、故障信号预报。如润滑油压异常、主电动机轴承过热等；2、事故停车，即完成本次提升后闭锁，如开车过程中安全门打开、调零电机故障等；3、紧急停车，即立即进行电气和机械制动，停车后系统闭锁，如两终端超速、运行错向等。安全回路应具有完善的故障监视功能，使无论是提升机还是安全回路本身出现故障时，都能确保实施安全制动。（五）制动系统。制动系统除要保证可靠地实现工作制动和安全制动外，还要完成对制动用液压站的控制及对制动系统中其它环节的监视。由于其技术要求与安全回路相似，故一般由两台高可靠性的PLC构成，当其中任一台发生故障时仍可保证制动阀可靠动作，且每台PLC的输出模块部由另一台PLC的输入模块进行监视。（六）信号系统。矿井提升机的信号系统大体上可分为信号输入、信号输出及保护系统三部分。将去向信号、开车命令及提升类别信号送入PLC的输入端，经处理输出各种指令或保护信号。
结语：由实际工业运行情况看，矿井提升机电控系统采用了PLC技术，不但可以加强系统的控制功能，加强系统对故障的判别和处理能力，而且也能大大的提高了系统的可靠性和安全性。相对于以前的矿井提升系统，不仅提高了企业的生产效率，还增加了企业经济效益。
作者单位：国投新集二矿固定队
参考文献：
[1] 宋伯生.PLC编程实用指南[M].北京:机械1二业出版社,2007.
[2]梁南丁.矿井提升机电控系统的技术改造[J].矿山机械,2006(11):75-77.
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