浅谈矿用提升机控制系统设计应用范文

摘要：本文先就我国矿用提升机的发展现状以及控制系统设计需求加以阐述，然后就矿用提升机控制系统的构成以及设计和现场应用效果进行探究，希冀能借此理论研究为实际控制系统的设计提供相应的参考依据。

关键词：矿用提升机；控制系统；系统设计

我国在矿用提升机的应用当中，驱动电机是通过交流异步电机，然后配置了继电器以及接触器相应的部件，整体的控制系统结构相对简单化，调速的性能比较差，应用中也比较容易出现问题，并对后期的维护工作也会增加难度。为能够更好的适应市场发展需求，就要注重矿用提升机控制系统的优化设计，为井下作业提供支持。

1我国矿用提升机发展现状及控制系统设计需求

1.1我国矿用提升机的发展现状

我国在对矿用提升机的应用发展上有着显著的提升，但发展中也存在着一些不足之处，从矿用提升机的应用现状能发现，我国提升机的应用七成是通过串电阻调速交流拖动的方式，主要有单绳以及多绳的系列，使用改变转差率调速的方式，调速的时候会产生转差功率，这样就造成了电能的大幅向好转子附加电阻，调速的效果比较差[1]。很少提升机通过串级调速的方式，其调速的范围相对比较窄，投资的规模也相对大。另外，从直流拖动方式的矿用提升机的应用发展来看，主要有直流发电机和晶闸管直流电动机系统。对于大型的直流提升机和电控系统的发展，也在不断的完善和推广应用。大功率变频调速电控提升机效率能够达到89%，这是未来我国在矿用提升机领域发展的方向。

1.2我国矿用提升机控制系统设计需求

矿用提升机的控制系统的设计有着其需求，从提升机设备的应用来看，使用比较多的是TKD系统，这是通过继电器有触点逻辑控制，通过磁放大器作为核心所组成的模拟量闭环调节，继电器控制系统当中完成控制任务所进行支配控制系统工作程序是各分立元件通过导线连接实现的。这一控制系统在实际的应用过程中还存在着诸多不足，这就需要对控制系统进行优化设计[2]。该系统的应用当中采用大量继电器以及接触器和其他的分立电子元件等，系统的体积相对比较大，接线也较为复杂化，容易在工作当中出现故障，控制系统的应用可靠稳定性相对比较差，控制的精度也很难满足实际工作的需求。系统启动时候由于罐笼的载重量存在不同，加速中不是按照预定参数实施，所以会出现停车不准以及提前停车的现象问题。该控制系统中是磁放大器为核心的调节控制方式，线性度比较差，稳定性不强，这就对调速的精度不能得到有效保障，并且系统的安全保护不全，故障显示也不直观。为能够满足矿用提升机的实际应用需要，这就需要对控制系统进行科学的设计。

2矿用提升机控制系统构成及设计和现场应用效果

2.1矿用提升机控制系统构成

矿用提升机的控制系统是多个子系统所构成的，其中的制动系统是比较重要构成。这是制动器以及液压传动装置多部件构成的液压制动系统。提升机的作业中减速时候采用刹住提升机卷筒来达到迅速停车制动的效果，对保障设备的运用的安全有着积极作用。再者，观测和操纵系统是重要构成，这是通过操作台以及深度指示器等部分所构成的，提升机的提升时候相关操作人员通过操作平台进行实现对设备运行以及控制操作[3]。深度指示器的运用下能实现对提升容器运行不同位置显示提示，提升容器在接近井口的过程中，深度指示器就会发生减速的信号提示，制动时候就能对提升速度实施设置达到速度限制的作用效果。另外，矿用提升机的控制系统工作机构也是重要构成部分，这是通过主轴以及主轴承所构成的，是比较关键的承力的系统，通过缠绕提升货物需要的钢丝绳，承受提升中外界荷载作用，传递到固定基础处，在发生故障时候能完成主轴以及轴承等更换。

2.2矿用提升机控制系统设计和现场应用效果

其一，软件系统设计。矿用提升机控制系统的设计过程中，所涉及到的子系统比较多样，要能针对工作中的电控任务实施全数字化控制设计，采用可编辑控制器实现。控制系统的设计当中就要对部分系统的监督和独立原则提升控制系统的应用安全可靠[4]。首先从矿用提升机的控制系统中软件设计方面加强重视，上位机监控系统是软件系统重要组成，上位机是主操作台的，软件设计时候就要注重对提升机运行速度和提升的荷载以及位置等实施监控，采用数字化的方式进行显示，在矿用提升机发生系统故障过程中，就要利用上机位系统吧过卷以及过温和深度指示器故障等以故障显示方式发送声光报警提升，操作人员就能按照上机位的提示对各信息参数实施设置以及操作控制。另外，WINCC程序系统设计也是比较重要的内容，该程序系统是组态环境以及运行环境所组成的，子系统就涵盖着全局脚本以及图形和报表设计器等诸多内容。系统先通过组态环境检测各种的信号，然后通过处理之后进行生成组态数据库传输到运输环境当中，发挥各功能和操作执行。其二，硬件系统设计。矿用提升机控制系统当中的硬件设计是比较关键的内容，在实际的设计过程中主要是多方面硬件内容所构成的，其中的高压电源以及变压器和低压辅助电源等部分是比较重要的内容。变压器的应用选择是关键，所配置的变压器是把系统高压电降低，其中的变频整流变压器以及低压辅助变压器等都是比较重要内容，每台变压器能够带动六七台通风机的运转，变压器的选择过程中要能按照相应的参数要求，如下图1所示。高压电源设备的选择应用过程中，这是通过交流10kV双回路仅限组成，一个是工作的电源另一个是备用的。把进线柜电气以及机械接口试试相互闭锁，配置了相应高压开关柜等。硬件系统当中的传感器也是重要组成，要和井下工作环境详解恶化，注重多功能传感器的设计，其中有位置传感器以及速度传感器等等，通过这些传感器应用来对提升机工作中速度以及位置监测，这样就能达到系统定位的功能。通过对矿用提升机控制系统的相应设计，在实际应用中选择交——交变频控制系统为方向，通过这一控制方式对系统进行了设计和应用，并进行了现场的测试，得到的结果是提升机的向上下的运行比较安全稳定，各功能指标都能满足实际应用需求，系统的可靠性比较强。

3结语

总之，随着当前我国的各领域的生产发展水平的提升，在生产当中对各种设备的运用需求也在加大，矿用提升机是在井下作业中的应用的重要设备，提高矿用提升机控制系统的设计质量就显得比较关键。通过上文对矿用提升机控制系统的设计，希冀对实际系统设计有所裨益。

参考文献

[1]袁传运.矿用提升机监测和故障诊断方法研究[J/OL].能源与环保,2019(03):135-137+142[2019-04-09]

[2]王京.矿用提升机控制系统设计与现场应用分析[J].矿业装备,2018(06):118-119.

[3]张瑞平,刘培云,戴智.矿用提升机盘式制动器的设计及可靠性分析[J].内蒙古煤炭经济,2018(21):132-133.

[4]张小龙.基于矿用提升机液压站故障分析与处理分析[J].山东工业技术,2018(13):88.

作者：张军德 张磊 单位：金川集团股份有限公司二矿区