浅谈矿井提升机的PLC控制系统.pdf

工程技术 计算机光盘软件与应用 C o m p u t e r C O S o f t w a r e a n d A p p l i c a t i o n s 2 0 1 1 年第 3期 浅谈矿井提升机的 P L C控制系统 赵海涛 ，李成红 1 ． 鸡西矿业集团安全技术培训中心，黑龙江鸡西 1 5 8 1 0 0 ；2 ． 鸡西矿业集团矸石电厂，黑龙江鸡西 1 5 8 1 0 0 摘要 文章主要结合当前外矿井提升机的控制现状 ，介绍了基于 P L C控制系统的提升机控制原理及 常用的连锁保护。 关冀 词矿 井提升机 ；P L C；控制 中图分类号T P 3 9 3 ． 0 8 文献标识码A 文章壕号1 0 0 7 9 5 9 9 2 0 1 1 0 2 0 1 2 2 - 0 1 PLC o f M i n e Ho i s t Co n t r o l Ay s t e m Z h a o Ha it a o ’ ，L i Ch e n g h o n g 2 1 ． J i x i Mi n i n g Gr o u p S a f e t y T rai n i n g C e n t e r ， d i x i 1 5 8 1 0 0 ， C h i n a ； 2 ．J ix i Mi n i n g Gr o u p g a n g u e p o w e r p l a n t s ， J ix i 1 5 8 1 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r o u t s i d e wi t h t h e c u r r e n t s t a t u s o f mine h o i s t c o n t r o l i s i n tr o d u c e d b a s e d o n e l e v a t o r c o n t r o l s y s t e m P LC c o ntro l p r i nc i p l e a n d t h e c ommo n c ha i n of p r o t e c t i o n． Ke y wo r d s Mi n e h o i s t ； P L C； C o n tro l 一 、国内提升机的现状 一交流拖动方式 采用 串电阻调速的交流拖动方式 ，有单绳和多绳两种系列， 大都采用改变转差率 s的调速方法，在调速中产生大量的转差功 率，使大量电能消耗在转子附加电阻上，导致调速的经济性变差。 极少数提升机采用串级调速方法，其调速范围窄，且投资大。 二 直流拖动方式 我国煤矿采用的晶闸管整流供电的直流提升机已较普遍，但 大多数为8 O 年代引进和9 0 年代中期以前国产的矿井提升机S C R O 电控系统。这些电控系统，其调节控制保护回路基本上都是模拟 形式。这种系统由于受元器件设计和制造水平的限制，存在着一 定的缺陷。 三 研制与发展 1 ． 国产大型直流提升机及电控系统 已逐步完善和推广使用 。 2 ． 大功率变频调速 电控提升机效率可达 9 8 ％ ，国内组织研究 了这种系统并已经运用到了实际生产 中。 二、P L O 硬件组成及原理 可编程控制器 P L C 主要 由电源、C P U 、通讯单元 、高数计数单 元、模拟量 I ／ O单元、数字量 I ／ 0单元等硬件组成。 一 P L C系统组成 主控 P L C 系统由电源 、C P U 、通讯单元、高数计数单元、模拟 量 I ／ O单元、数字量 I ／ O单元等硬件组成 。装在主控柜内。带有 辅控 P L C的电控系统 ，辅控 P L C系统由电源 、C P U 、通讯单元 、高 数计数单元、模拟量 I ／ o 单元、数字量 I ／ O单元等硬件组成。 二 各单元基本特点 1 ． 电源单元电源输入电压 i 0 0 2 4 0 V A C ，为 P L C提供总线 电源及基本电源； 2 ． C P U单元C P U单元为 P L C的核心，包括有存储器接口、编程 接口等，是程序执行 的载体。其上插入的存储器模块用锂电池保持 R A M内容；P L C可在其上设置为程序执行 “ S T O P ”或 “ R U N ”方式。 三、控制原理 一 定子控制回路 当井 口或井底 向机房发出开车信号后，此时如果主电源和控制 电源均已接通；油泵电机已经运行；油温、油压正常；制动手柄、 操纵手柄均处于零位，过卷复位、调闸转换开关、检修换相转换开 关、 检修换挡转换开关处于正常位置， 制动转换开关处于脚踏位置， 并为开动提升机 绞车作好准备。在正常情况下，若将制动手柄 缓缓前推松闸，当油压达到开闸电压时，同时 向前或向后推动操纵 手柄，主接触器随即闭合，主电机定子接通电源，于是提升机 绞 车开始正向或反向转动，从而将载荷提升或下放。 二转子控制回路 定子回路接通电源后，此时操纵手柄仍处于给 电状态，主 电 动机转子回路 的附加 电阻全部加入 ，电机转轴输出力矩仅为额定 力矩 的 3 0 4 0 ％ 。此力矩可以消除传动系统的齿轮间隙和平稳地拉 紧钢绳 以减少冲击，也可 以轻载启动提升机 绞车 。此时提升机 绞车稳定在预备级上运行 ，此时提升机 绞车 在轻载时将 产生 0 ． 3 - 0 ． 5 米／ 秒的爬行速度 以便检查井简和钢丝绳 ， 以及满足 在斜井提升 中矿车在甩车道上爬行 。 将操纵手柄逐档 向前或 向后推动，P L C将根据启动 电流及档 位延时分别闭合 1 j c 一 5 J C 或 8 J C ，将电机转子电阻分段切除， 从而实现预备级向加速级的转变，电机逐渐加速。 当手柄推至最前端或最后端时，匀速接触器 最后一级加速 接触器 动作，全部 附加电阻被切除，提升机 绞车 加速完毕 而进入等速阶段运行。 电机转子的切除是以电流函数为主，时间函数为辅的原则进 行切换控制。电动机外接电阻级数是由所控电动机功率及转子参 数所决定。一般采用 5 级或 8级启动电阻。 提升机 绞车既可以由低速调至高速，也可以由高速调至 低速运行，这时只要将操纵手柄推 出或拉回至任意一档位置，提 升机 绞车就可以稳定在该位置相应的速度上运行 三 减速控制 提升机 绞车运行至减速点 可通过 P L C设定时，P L C 给出减速信号，J S J动作，减速铃声响和减速指示灯亮，引起绞 车司机注意 ，同时绞车 自动减速至最后两三个档位；绞车司机接 到减速信号之后 ，应根据运行经验 ，将操纵手柄逐档收回，使提 升机 绞车 逐渐减速 ，使电机降速至爬行速度 ，等提升机 绞 车运行至终点位置时，制动手柄和操纵手柄应迅速拉回零位。 在提升机 绞车 快运行至终点，可辅以施可调机械闸来降速， 一 直运行到终点位置 。 四限速保护回路 当提升机 绞车 进入减速运行阶段，P L C 一方面 自动减挡， 另一方面根据速度给定皓线进行限速， 减速阶段超 I O ％ P L C进行安 全制动。 五过速保护回路 1 ． 当提升机 绞车进入等速运行阶段，测速发电机检测出 的电压信号，一方面通过变送器送入 P L C进行处理，超额定速度 的 1 5 ％ P L C 进行安全制动； 另一方面通过整定过速继电器 G S J 给出 过速保护信号，G S J的信号一个进入硬件安全回路进行安全制动， 另一个信号进入 P L C进入软件安全回路进行安全制动 。 2 ． 当提升机 绞车进入等速运行阶段 ，在减速箱或低速轴 旁装有旋转编码器，用来检测出绳速度，通过 P L C进行处理，超 额定速度的 1 5 ％ P L C进行安全制动 。 参考文献 [ 1 】 张国庆． 矿井提升机P L C电控的应用与思考． 山西煤炭， 2 0 1 0 [ 2 】 秦荷珍， 刘杰． 矿井提升机 P L C电控 系统技术改造浅析． 科学 之友 ． 2 0 0 8 【 3 】 廖京盛， 陈重霖， 李桢．P L C在 自动货物提升机中的设计与应 用． 微计算机信 息， 2 0 0 4 [ 4 】 秦 绪平． 矿 井提 升机 P L C 控 制 系统 可靠性设计 ． 煤矿机 电． 2 0 0 6 [ 作者简介] 赵海涛 1 9 7 0 一 ，男，黑龙江省鸡西人，讲师、工程师，现 在鸡西矿业集团安全技术培训中心从事教育教学工作。 ．． 1 2 2．．