礦井提升機(jī)承擔(dān)礦物的提升、人員的上下、材料的運(yùn)送等任務(wù)，是礦山大型關(guān)鍵設(shè)備，而其電控系統(tǒng)更是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，它的技術(shù)性能和可靠性直接影響煤礦的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。目前我國(guó)礦井所用交流提升機(jī)大多數(shù)采用傳統(tǒng)的TKD電氣控制線(xiàn)路。這種控制方式采用了大量的繼電器和接觸器，維修量特別大，并且噪音也很大，給維護(hù)人員的身心健康造成了很大的傷害。為此我們依據(jù)提升機(jī)的TKD原理，采用一種新的控制模式，即：多PLC冗余控制+無(wú)觸點(diǎn)加速柜（采用可控硅）+低頻電源+上位機(jī)監(jiān)控，并且在流通筒和導(dǎo)向輪上配置軸編碼器，實(shí)現(xiàn)數(shù)字式閉環(huán)，解決了以上問(wèn)題。
2 PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成
礦井提升機(jī)是整個(gè)礦井的樞紐，它應(yīng)能按照預(yù)定的力圖和速度圖，在四象限實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)、等速運(yùn)行、減速運(yùn)行、爬行和停車(chē)，而且在運(yùn)行過(guò)程中要有極高的可靠性和安全性。根據(jù)提升機(jī)上述工況要求，采用PLC控制系統(tǒng)構(gòu)造的交流提升機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)如圖1所示。圖1中，PLC控制系統(tǒng)主要由多PLC冗余控制柜、可控硅加速柜、低頻電源柜和上位機(jī)監(jiān)控等4部分構(gòu)成。
2.1 PlC冗余控制系統(tǒng)
以網(wǎng)絡(luò)形式為連接紐帶的PLC冗余控制系統(tǒng)，用于完成提升機(jī)行程控制、邏輯操作、故障保護(hù)及液壓制動(dòng)控制等。
（1）1#PLC與安裝在提升機(jī)上的軸編碼器配合，完成提升行程和提升速度的控制功能；操作PLC將外部信號(hào)（操作臺(tái)面板上的選擇開(kāi)關(guān)信號(hào)，按鈕信號(hào)，由保護(hù)PLC傳來(lái)的信號(hào)及由上位機(jī)傳來(lái)的信號(hào)）接收過(guò)來(lái)，按照預(yù)定的邏輯控制進(jìn)行處理，并發(fā)出開(kāi)車(chē)所需要的各種信號(hào)，使絞車(chē)按照預(yù)定的力圖和速度圖安全運(yùn)行。PLC還對(duì)軸編碼器發(fā)出的脈沖進(jìn)行記數(shù)，并進(jìn)行脈沖量化處理，間接檢測(cè)計(jì)算出提升容器的行程S和速度Vf，并根據(jù)計(jì)算出的S、Vf和Vg對(duì)提升機(jī)進(jìn)行監(jiān)視保護(hù)。
（2）2#PLC與繼電器構(gòu)成雙線(xiàn)制提升機(jī)安全保護(hù)回路，如圖2所示。
來(lái)自提升機(jī)各部分的保護(hù)信號(hào)分為立即拖閘、井口施閘、電氣制動(dòng)和報(bào)警4類(lèi)。其中井口施閘、電氣制動(dòng)和報(bào)警類(lèi)事故信號(hào)直接引入到PLC中，PLC將其處理后送監(jiān)視器顯示故障類(lèi)型并控制聲光報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警并拖閘，而立即拖閘類(lèi)事故信號(hào)除引入到PLC中處理、顯示、報(bào)警外，還直接引入到安全直動(dòng)回路，動(dòng)作施閘系統(tǒng)施閘。系統(tǒng)的安全回路有兩套，一套由PLC構(gòu)成，另一套為繼電器直動(dòng)回路。
2.2 可控硅加速柜
可控硅加速柜和以前的轉(zhuǎn)子接觸器在布線(xiàn)結(jié)構(gòu)上一樣，承擔(dān)加速時(shí)的電阻切換，主要由晶閘管及其觸發(fā)回路構(gòu)成。與原有的基礎(chǔ)器相比較，它具有無(wú)觸點(diǎn)、功耗小、維修量小等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。
2.3 交-交變頻電源柜
低頻電源采用全數(shù)字交-交變頻器和現(xiàn)代控制技術(shù),解決了礦井交流提升系統(tǒng)在減速段的調(diào)速與爬行問(wèn)題.減速階段在各種負(fù)載條件下均可嚴(yán)格按照給定的速度圖運(yùn)行,使交流拖動(dòng)系統(tǒng)在負(fù)力減速方式下達(dá)到直流拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速性能、提高了了提升效率，而且節(jié)能效果十分顯著。
（1）裝置采用全數(shù)字交-交變頻器和邏輯無(wú)環(huán)流控制技術(shù)，省去有環(huán)流系統(tǒng)的3個(gè)換流電抗器，具有體積小、噪音低、空載損耗小等特點(diǎn)；
（2）減速段速度調(diào)節(jié)采用低頻發(fā)電制動(dòng)方式，將系統(tǒng)的動(dòng)能反饋給電網(wǎng)。與動(dòng)力制動(dòng)減速相比，不僅調(diào)速性能好、減速與爬行自然過(guò)渡，而且節(jié)能效果顯著；
（3）采用現(xiàn)代智能控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)調(diào)節(jié)，負(fù)力減速階段在各種負(fù)載條件下均可嚴(yán)格按照給定的速度圖運(yùn)行，使交流拖動(dòng)系統(tǒng)在減速段已達(dá)到直流拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速性能；
（4）由于裝置優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能和發(fā)電制動(dòng)與電動(dòng)狀態(tài)的自然過(guò)渡，不需要進(jìn)行任何主線(xiàn)路的轉(zhuǎn)換?？蓪?shí)現(xiàn)正力減速與爬行、負(fù)力減速與爬行及驗(yàn)強(qiáng)等多種工作方式，在提升系統(tǒng)的最大靜張力差允許范圍內(nèi)均能實(shí)現(xiàn)負(fù)力減速。能滿(mǎn)足主、副井提升的所有控制要求；
（5）裝置采用多CPU計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在I/O接口、功能單元、信息存儲(chǔ)和系統(tǒng)總線(xiàn)等多方面采用了容錯(cuò)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)具有完善的自診斷功能，通過(guò)彩色液晶顯示器可以顯示各種故障信息（70余種）、速度圖和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)等，提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。
2.4 上位機(jī)監(jiān)控部分
基于bbbbbbs操作系統(tǒng)，利用VB語(yǔ)言，自行開(kāi)發(fā)了提升監(jiān)控軟件，一方面能使計(jì)算機(jī)在屏幕上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反映提升機(jī)系統(tǒng)的所有運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，如顯示主回路、低壓配電回路、提升系統(tǒng)、速度圖、液壓制動(dòng)系統(tǒng)、裝卸載系統(tǒng)和故障信息等畫(huà)面，能使司機(jī)對(duì)提升機(jī)的運(yùn)行狀況一目了然，若發(fā)生故障，司機(jī)能及時(shí)從監(jiān)視器上了解到故障類(lèi)型及位置，及時(shí)通知維修人員排除故障；另一方面能使計(jì)算機(jī)自動(dòng)判斷出故障類(lèi)型。計(jì)算機(jī)對(duì)提升機(jī)進(jìn)行故障診斷時(shí)，對(duì)系統(tǒng)輸入的所有信號(hào)用專(zhuān)家知識(shí)進(jìn)行分析、推理，最后做出正確決策。整個(gè)故障診斷邏輯包括推理機(jī)構(gòu)和知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)兩大部分。為保證故障診斷結(jié)果的合理與正確，在決策的快速性和抗干擾能力方面作了重點(diǎn)考慮。
3 結(jié)語(yǔ)
本電控系統(tǒng)除了具有《煤礦安全規(guī)程》要求的保護(hù)和閉鎖功能外，還增加了軟件的保護(hù)功能，提高了提升系統(tǒng)的安全性。由于運(yùn)行故障率低，大大增加了有效提升時(shí)間，提高了礦井的提升能力。
：鞏經(jīng)理
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