PLC、变频技术在煤矿副井提升机上的应用.pdfVIP

中国西部科技 2014年2月第 13卷第D2期总第295期 21 PLC、变频技术在煤矿副井提升机上的应用 梁建宾 刘晓晖 (1．嵩基集团仟祥煤业，河南 郑州 450000；2．河南能源义煤集团常村煤矿，河南 三门峡 472000) 摘 要：针对 目前煤矿用提升机 电控系统存在的问题，笔者提出将PLC和变频器等先进设备应用在提升机控制系统中。经 过实践的检验，改造后的系统应用效果良好。 关键词 ：PLC；变频器；工变频切换；煤矿；提升机 DOI：10．3969／j．issr1．1671—6396．2014．02．009 金丰煤业集团有限公司下属的小河一矿副井提升机，系 电机处于发电状态，由于没有处理环节，大量的无功能量消 统电压380V、95kW 交流提升机，井深 180m，提升能力为 耗在转差电阻上，致使电机能耗增加，不但浪费大量的电能， 3T，电控设备属于 TKD电控，调速系统为交流电动机转子 而且使电机铜损、铁损增加，增大了电机的维修费用 从现 串联电阻调速方式。 场情况看，下放时电机电流与提升时基本相同，都在 500A 1 原系统存在以下问题 左右，相当于电机的额定电流，而空载时电机电流大约应在 原系统的电气控制设备由电源柜、转子柜、动力制动柜、 额定电流的60％左右，从这点看，应有 30％左右的无功能量 主令控制柜和调速电阻及各种保护构成。该电控系统虽然使 消耗，使用电量增加。 用了20世纪 80年代较成熟的继电保护技术，但其主要蓝 2 变频调速控制系统 本仍是前苏联20世纪5O年代的产品，系统 自动化程度低， 矿井提升机是机、电、液一体化的大型机械，是矿井生 实际运行中存在设备使用效率低、耗能大、故障率高、故障 产的咽喉，确保提升机电控系统在满足工况条件下安全、高 后备保护不完善等缺点，该系统主要存在以下几方面的问 效、节能运行。改造后的设备为智能操作台、系统切换柜、 题 ： 变频调速柜，保留原有电阻。改造后的系统图如图1所示。 (1)电机转子回路采用交流接触器切换串接电阻进行调 在正常情况下，提升机可以实现变频节能运行。当变频器出 速的方式，由于长时间运行，动作频繁，接触器触头严重烧 现故障停机时，可以通过系统切换柜和智能操作台切换开关配 蚀、线圈弹簧老化、振动噪声大、故障率高、日常维修量大。 合操作，实现提升机的工频运行，对变频柜进行检修等工作。 大量的电能消耗在转差电阻上，造成了严重的能源浪费。 2．1智能操作台的构成 (2)系统的主控制屏采用复杂的背后布线方式，电气接 智能操作台的构成包括PLC控制系统、显示系统。PLC 点和控制元件多，各电气元件参数调整及配合困难，一旦发 控制系统选用西门子S7—200系列双PLC控制，控制核心应 生故障时，查找故障难度大，修复时间长，从而严重影响正 包含两套PLC系统和两套测速装置。其中一套PLC系统及测 常的生产 。 速装置用来完成提升机的主控功能，另一套用来完成提升机的 (3)电气制动保护采用三相半控桥式整流输出电路，其 监控功能。两套PLC系统通过实时数据交换，完成相互监控。 触发电路由磁放大器、电阻和其他电子元件共同组成。由于 两套 PLC的开关量输入端 口不少于 38个 (含 10％的备用点 各分立元件之间电气参数差异大，电气接点多，调整困难， 数)。开关量输出端口应根据矿用操作台显示方式的不同分别 故障率高，投入使用时提升机冲击力过大，系统的运行速度 加以规定，但不应少于20个。模拟量输入通道数不少于5路 特性能较差。因此，平时电气制动很少投入使用，使提升系 (含 1路备用)，模拟量输出通道数不少于5路(含 1路备用)。 统失去一项重要的功能。