提升机电控系统的改造.pdf

文章编号 1 0 0 5 7 2 7 7 i 2 0 o 0 1 o 2 0 0 5 9 0 2 提升机电控 系统 的改造 生 三 1 i ； L } ‘’ __。_-。_一 一 。 _ 青岛建筑工程学院 ． 山东 青 岛 2 6 4 0 2 2 。 摘要 用可蝙程序控制器改造提升机的电控 系统 ， 可使提升机的运行更加安全 、 可 靠。 介 绍了由可蝙程序控 制 关 由 Re f o r ming 0 f e l e c t r i c c o nt r o l s y s t e m o fmi ne ho i s t Yo n Q ／ n g d a o A r e h ／ u a u r a ／ ＆ 西 I n s t i t u t e ， n g d a o 2 6 4 2 0 0 ， C Mr m Ab a a a c t B y u s e o f p r o g r a mma b l e c o n t r o l l e rt Oi mp r o v et h e e l e c lMe c o n t r o l J s t e m f o rm i n e h o i s t ， t h emine h o i s t c a n r t m mo r e s a f e l y a n d la l o r e r e , a b l y T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f e l e c t r i c c o n t r o l j s t e m c o mp o s e d b y P L C a r e i n t r o - d u c e d 、 a n d i s a l s o wo b e d t he p r o b l e m o f P L C a p p l i c a ti o n ． Ke y wo r d s P L C；mi ne h o i s t ； e l e c t ri c c o n t r o l s y s t e m 1 引言 为加强矿井提升机的现代化管理 ，杜绝因信 号误发、 错发所造成 的设备或人身事故， 某矿研究 设计 了竖井电视监视及数字显示信号系统 ，将可 编程序控制器 p r o g ra m m a b l e c o n t r o ll e r ，以下简称 P L C 引入了矿井提升机的电气控制系统。该系统 自1 9 9 0 年设计成功开始，一直应用于招远金矿大 开头坑口，至今运行正常，P L C机未发生任何问 题。本文将对 P L C在矿井提升机电控系统中的应 用问题进行讨论。 2 P L C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 、 调速系统和 信号系统等 ， 它们都可以引入 P L C进行控制。 2 ． 1 工艺控制 由于P L C编程方便、 灵活和功能完善， 将其用 于工艺流程控制时，并非仅仅将原继电器控制系统 中的开关量一一对应的用P L C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， 以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。 2 ． 2 行程控制 提升机的行程控制 ， 实质上是位置控制 ， 保证 提升容器在预定位置准确停车 。为减少钢丝绳及 设备 的动态 冲击和减少对 电网有功功率的冲击 ， 并考察到副井提升时人的感受 ，一般采取加速度 控制， 且限定值为 fn f ≤0 7 5 m ／ s ， 工艺允许时， 最好采用无爬行控制， 以减少提升时间， 提高生产 效率。 目前 ，比较通用的方法是由 P L C构成数字式 行程给定装置 ，通过光 一电增量式转角 一脉冲变 换器， 经 P L C采集 、 处理并计算出位移 ， 输出速度 给定信号 2 ． 3 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 P L C构成的电子式装置加 井筒开关 。 为保证提升机运行的高度安全性，监视系统 一 般应具备如下特点 1 终端监视装置是独立于 提升机速度控制 系统之外 的安全监视装置 2 P L C构成的电子式装置由两套相同的系统构成安 全可靠的冗余系统 ； 3 具有全行程速度连续监 视 、 停车位置监视和运行方向监视等功能 维普资讯 电气传动 自动忧 第 卷第 2期 2 ． 4 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 3 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 j 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。 2 5 制动系统 制动系统除要保证可靠地实现 [ 作制动和安 全制动功能外 ，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P L C 构成，当其中任一台发生故障时仍可保证制动阈 可靠动作 ，且每 台 P L C的输 出模块都 由另一台 P L C的输入模块进行监视。 2 ． 6 调速系统 将 P L C的开关量控制与模拟式调节系统结合 在一起 ， 完成如下任务 1 实现对变流装置的所 有开关电器的 “ 分” 、 “ 台” 控制 ； 2 选通模拟调速 系统中各调节器； 3 实现对无环流可逆装置的逻 辑转换控制； 4 调节控制系统的多种 自检功能 5 对各种参数进行随机设定等。近年来， 全数字 式调速控制装置发展迅速 ，这种系统硬件结构简 单、 参数稳定、 调整方便， 发展前景十分广阔。 2 7 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。将提升容器去向 信号 、 开车命令以及提人、 提矿 ． 提物 3 个提升类别 信号， 送人 P L C的输入端。 在 P L C的输出端， 要求根 据 P L C 输入条件的逻辑关系， 经 P L C内部 C P U处理 后， 输出提人 提矿或提物的单稳态脉冲； 依据罐位 所在的中段位置． 输出上行或下行信号；根据实际 情况， 输出声光信号及其它控制或保护信号。 3 P L C应用中应注意的问题 实践证明， P L C在提升机电控系统中的运行是 稳定可靠的， 这一技术值得大力推广 但考虑到矿 井提升机工作性质和环境 的特殊性 ，在具体应用 中应注意以下几个问题 1 抗干扰性 由于矿井提升机电控系统工作在电磁干扰较 严重的环境中， 为保证设备工作正常， 选型时应特 别注意 P I E的电磁兼容性指标。同时， 对电源变压 器 、 C P U、 编程器等主要部件， 采用导电、 导磁性能 良好的材料进行屏蔽， 以防外界干扰。 2 采用冗余结构 根据对元件和系统的事故率分析以及对 P L C 主机工作可靠性的分析 ，在影响由 P L C构成的控 制系统正常工作的原因中， 除电磁干扰外， 外部输 入信号的故障、 P L C机本身输入 、 输出接口处的故 障等 ， 都是重要的因素。为保证提升机运行安全可 靠 ， 应发展容错技术， 在安全 、 监视 制动等系统 中， 采用具有高度安全可靠性的冗余结构形式， 一 旦发生故障， 备用装置可以立即投入运行 3 采取适 当的保护措施 P L C的故障分为两种 一种是偶发性故障， 通 常由外部因素引起，这类故障不会导致系统部件 的损坏； 一种是永久性故障， 多由内部因素引起， 这类故障会导致元器件不可恢复的破坏。为了提 高 P L C工作的可靠性 ，应在软件设计方面采取适 当的保护手段和故障诊断。当偶发性故障出现时， 不致破坏 P L C内部的信息， 一旦故障条件消失， 即 可恢复正常工作 当永久性故障出现时， 能很侠查 故障部位并将故障限制在局部 ，降低故障时 P c 的平均修复时间 4 采用模块式结构 这种结构有助于在故障情况下短时修复。因 为一旦查出某一模块出现故障， 就能迅速更换， 使 系统恢复正常工作。同时． 也有助于加快查找故障 原 因。 4 结束语 用可编程序控制器改进提升机 的电控 系统 ． 可使提升机的运行更加安全可靠。有条件的矿山 企业可根据实际情况 ， 推广应用这一技术， 不断提 高矿井提升机的自动化程度和现代化管理水平。 参考文献 【 1 】卢燕 P L C在矿井提升信号系统中的应用金属矿山． 1 9 9 6 ， 2 3 7 3 9 【 2 J王安山矿井提升 机电气 控制系统 的发展煤矿 自动 化 ． 1 9 9 2 ． 2 5 2 5 7 【 3 】王兆义可 编程控制器教程 ． 北京 机械工业 出版 社 ． 1 9 9 4 收稿 日期 1 9 9 8 - - 0 9 2 4 维普资讯