礦井提升機直流調(diào)速拖動及其電控系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、礦井提升機在煤礦生產(chǎn)中起著非常重要的作用，它是礦山生產(chǎn)的關鍵設備。提升機電控裝置的技術性能，既直接影響礦山生產(chǎn)的效率及安全，又代表著礦井提升機的發(fā)展的整體水平。目前，我國礦井提升機9070以上是采用單機容量在1000KW以下傳統(tǒng)的交流異步電機拖動，采用轉(zhuǎn)子串、切電阻調(diào)速，由繼電器—接觸器構成邏輯控制裝置。其中多半為電動機—發(fā)電機組(F-D機組)供電，采用品閘管整流傳動(SCR-D)的只占一部分。傳統(tǒng)的交流拖動系統(tǒng)的顯著缺點是：調(diào)速性能差

2、，調(diào)速時能量要大量消耗在電阻上，給定方式落后，控制精度低，安全保護和監(jiān)測環(huán)節(jié)不完善，安全可靠性差，維護工作量大，而且運行不經(jīng)濟。 淮南礦業(yè)(集團)公司望峰崗煤礦主井提升機電控設備為F-D控制系統(tǒng)，是上世紀五十年代由前蘇聯(lián)援建，采用直流發(fā)電機+繼電器控制，經(jīng)過近五十年的使用，設備嚴重老化，已經(jīng)不能適應當前的生產(chǎn)需要。進入90年代以來，隨著計算機和數(shù)字技術的發(fā)展，組成一套全數(shù)字控制系統(tǒng)已經(jīng)成為可能，全數(shù)字直流調(diào)速電控系統(tǒng)在我國礦井提

3、升機SCR-D系統(tǒng)中已開始廣泛應用，它從根本上改變了F-D控制系統(tǒng)的缺點，并具有其它控制系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點。 本論文以該煤礦主井提升機改造項目為基礎，對礦井提升機拖動及電控系統(tǒng)改造設計提出了詳盡的需求分析，在基于“上位計算機監(jiān)控+下位多PLC控制+微處理器多數(shù)字調(diào)節(jié)+可控硅變流+拖動電機”的模式下，通過對現(xiàn)有礦井直流提升機控制系統(tǒng)、主井裝卸載系統(tǒng)和提升信號系統(tǒng)的自動化改造，用PLC控制取代人工操車，實現(xiàn)提升機的各種安全保護及自動

4、開車功能，實現(xiàn)提升機的全自動運行；并通過上位機監(jiān)控系統(tǒng)，提高礦井生產(chǎn)現(xiàn)代化管理水平，實現(xiàn)主井自動化提升。設計內(nèi)容主要包括：針對直流提升機的復雜工況，提出一種模糊參數(shù)自適應PID控制策略，解決大功率系統(tǒng)中非線性震蕩問題，從而提高提升機的速度控制精度和運行穩(wěn)定性；構造多PLC冗余控制系統(tǒng)，開發(fā)出雙PLC提升機行程控制器和PLC、繼電器雙線制安全回路、提升自動化PLC控制網(wǎng)絡等；采用全數(shù)字直流傳動系統(tǒng)對原“F+D”系統(tǒng)的改造；建立基于模糊控制

5、的提升機傳動系統(tǒng)與制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制算法，解決開車時因松閘太快提升機重載側(cè)突然下落，或松閘太慢提升機受到電流沖擊的歷史疑難問題；采用VB6.0語言開發(fā)提升機監(jiān)控軟件，并運用Winsock、ActiveX控件技術實現(xiàn)提升機運行參數(shù)和運行狀態(tài)在網(wǎng)上的發(fā)布功能，從而實現(xiàn)系統(tǒng)遠程監(jiān)控和網(wǎng)絡化管理。整個控制系統(tǒng)自改造完成投入運行以來，運行平穩(wěn)安全、節(jié)電效果十分顯著，不但對提高礦山提升系統(tǒng)工業(yè)的現(xiàn)代化裝備水平有推動作用，而且產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效果，極大