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两种全数字提升机电控系统在矿井的应用 　　【摘要】随着科学技术的发展，特别是矿山机电技术和计算机技术的发展，使煤矿机电装备自动化控制在矿井广泛应用，提高了机电使用效率，大幅提高煤矿生产效率。本文主要阐述了全数字直流提升机电控系统和全数字交—交变频提升机电控系统的应用等问题。 　　【关键词】全数字提升机；电控系统；应用 　　随着科学技术的发展，特别是矿山机电技术和计算机技术的发展，使煤矿机电装备自动化控制在矿井广泛应用，提高了机电使用效率，大幅提高煤矿生产效率，本文主要阐述两种数字提升机在矿井的应用。 　　1、全数字直流提升机电控系统 　　主控系统一般采用可编程序控制器，其软件主要完成提升机运行的顺序逻辑控制、算术计算、比较及通讯等功能。一些提升机的主控系统还完成了提升机的行程控制功能，因其行程控制实时性要求较高，因此，此类型的主控系统对可编程序控制器有很高的要求。按提升机电控系统控制功能的具体要求，应选择不同类型的PLC。 　　传动控制系统主要实现提升机速度、电流双闭环控制、逻辑无环流换向控制等功能，以及变流器的监测和保护功能。 　　监控系统通过采集与主轴直联的旋转编码器信号、井筒开关信号及其余运行信号，对提升机行程、速度等重要参数进行监视，完成过卷、等速度段超速、减速段连续速度保护、定点速度保护等保护功能，起到主控系统、传动控制系统等保护的热冗余后备保护。 　　液压制动控制系统是实现故障安全优先要求提升机系统的重要环节，完成工作制动和紧急制动等控制。根据制动控制原理不同，紧急制动应分为恒减速制动和恒力矩制动（二级制动）。前者是在制动过程中控制系统按减速度闭环调节液压制动系统的制动油压实现减速度不变的控制；而后者是根据预先设置的油压和时间进行紧急制动。恒力矩制动过程中减速度与实际负载的状态相关，适合负载基本恒定的主井提升系统；恒减速制动可依负载调整制动力，适合有人员提升的副井提升系统。 　　井筒信号系统是提升机行程控制与保护的重要部分，分别在井筒中不同位置设置同步校正开关、定点速度检测开关和过卷开关等，以使控制系统获得提升容器在井筒中的确切位置，实现准确测量行程。 　　数字控制技术与一般的提升机电控系统相比，在安全回路中增加了一套软件安全回路，即系统分别有硬件和软件两套安全回路，前者的回路由继电器系统实现，而后者的回路由主控系统的软件实现，主控系统的信号以继电器常开触电形式传入硬件安全回路中，因此，硬件安全回路是提升机电控系统中最终保护环节，其设计满足“故障安全优先系统”的设计要求，可以确保提升机的安全可靠运行。 　　目前，全数字直流提升机在我国煤矿应用较为广泛。 　　2、全数字交—交变频提升机电控系统 　　全数字交—交变频提升机近些年来发展很快，目前煤矿主要使用的是SIEMENS公司和ABB公司生产的交—交变频提升机。某煤矿主井提升系统主要采用国内最大的40t箕斗，由2x3000kW双电机拖动。其电控系统是具有国际先进水平的大型、全数字交-交变频同步电机调速系统。在世纪初投入使用以来，运行稳定，性能良好，取得了较好的生产效率和经济效益。 　　2.1提升机电控系统组成 　　系统由整流变压器、励磁变压器、自动化控制计算机，主控PLC系统，闸控PLC系统、操作台，交—交变频全数字调速系统、装卸载站控制装置、液压站等电机系统构成。 　　自动化控制计算机采用德国SIEMENS公司的SIMAllCS7系统PLC产品S7-400，通过口网与传动控制系统和装（卸）载站进行数据交换。主要由主控PLC系统、监控PLC系统、闸控PLC系统、操作台构成。 　　交—交变频传动系统： 　　（1）交—交变频同步电动机传动系统主回路接线如图1所示。 　　交—交变频器由三台电网自然换流可逆三相桥式整流装置组成，采用逻辑无环流三相有中心点接线方式，由三台整流变压器供电，输出端采用星点连接。 　　（2）交—交变频同步电动机控制系统，采用SIEMENS公司的SIMADYN-D多功能控制装置，与上位PLC实现通讯，完成提升机的行程控制和速度控制。 　　交—交变频同步电机控制系统采用磁场定向矢量控制。其原理基于直流电机良好的转矩控制原理，将交流电机通过坐标变换等效为直流电机进行控制，实现与直流电机调速系统相同的调速性能。 　　2.2自动化控制PLC系统 　　提升机系统的操作和控制一定要具有安全性及可靠性，本项目的自动化控制采用2套PLC系统（主控PLC系统和监控PLC系统）完成提升机的工艺控制；闸控PLC系统与ABB的抱闸控制装置共同实现制动功能；通过操作台控制提升机的运行。 　　主控PLC控制系统（PLCI）。主控PLC控制系统采用SIEMENS公司SIMATICS7系统。主要完成提升过程逻辑控制和保护，完成重