PLC在矿井提升机控制系统的应用

摘要：从提升机用途、提升类型、井筒倾角三方面介绍了矿井提升机的分类，并分析了PLC在矿井提升机变频调速控制系统中的应用，包括控制系统、变频调速和软件设计。PLC在矿井提升机变频调速控制系统中的应用简化了生产过程中提升机的操作过程，减小了工作负荷。

关键词：PLC；矿井提升机；变频调试控制系统；应用

引言

变频调速控制系统在矿井提升机的使用过程中有着非常重要的作用，它不仅是保证提升机工作效率和工作质量的基础，同时也与提升机使用过程中的安全稳定有着非常密切的关系。更好地提升矿井的生产能力可以加大矿山经济效益，保证工作人员的生命安全，因此加强对PLC在矿井提升机变频调速控制系统的应用研究是非常有必要的。

1矿井提升机的分类

1.1按提升机用途进行分类不同的提升机在矿山生产过程中的用途是不一样的，从提升机的用途来看可以将其分为主井提升机和副井提升机两种。主井提升机主要用在矿井开采过程中的相关矿石的提升工作。通常情况下，如果矿井年生产量在30万t以上，则其使用的提升容器主要为箕斗，对于那些年产量不足30万t的小型矿井[1]，则通常以罐笼、串车作为主要提升容器，而副井提升机主要是用来完成矸石、废料、以及人员设备等的提升运输的，在大部分的副井提升机中都是以罐笼或串车来作为核心的提升容器。1.2按提升类型进行分类从提升机的提升类型上来分析，可以将目前所使用的矿井提升机分为两种，分别为单绳缠绕式提升机与多绳摩擦式提升机。在以前的矿山生产开发中，通常都是使用变直径滚筒提升机，随着科学技术的不断发展，矿井提升机也有着很大的改变，目前所使用的矿井提升机绝大部分都是等直径圆柱型滚筒的单绳缠绕式提升机。1.3按井筒倾角进行分类按照矿井提升机井筒倾角不同，可以将其分为立井提升机和斜井提升机。通常立井提升机都是以箕斗或罐笼来作为它的主要提升容器，而斜井提升机则是以的提矿车（串车）、斜井箕斗来作为主要提升容器。在特殊的矿井或规模比较大的斜井中，有时也会使用胶带输送机来完成矿石的提升运输工作。

2矿井提升机控制系统的概况

随着科技技术的不断发展，我国的矿井提升机控制系统也有着了很大的进步。将计算机系统和PLC有效地应用在矿井提升机中，不仅实现了矿井提升机的自动化，还大大地提升了矿井提升工作的安全性与稳定性，是矿体提升控制系统发展过程中的一大突破，但与部分发达国家相比，我国的矿井提升机控制系统还难以媲美，这主要表现在目前我国矿井提升机广泛使用的交流调速系统技术相对比较落后，设备先进程度不高等方面上。所以，还必须不断加大先进技术在矿井提升机中的积极应用。

3PLC概况

PLC也就是通常人们所说的可编程控制器，可编程控制器作为现代提升机中的核心控制设备，与传统的控制系统相比有着非常明显的优势，它不仅有着非常高的可靠性，而且其编程过程也相对比较简便，能够实现良好对接。由于矿井的生产环境比较复杂，PLC在矿井提升机中的应用比普通的电控提升系统有着更高要求，除了要保证调速控制系统运行的稳定与安全外，还必须能够满足复杂多变的环境要求，例如：为了避免受到电磁的干扰而影响到变频调速控制系统的正常运行，所以要求可编程控制器必须拥有良好的抗干扰性能，同时还要合理地进行冗余结构与模块式结构的选择等。

4变频调速的应用

在我国的调速系统发展过程中，直流调速一直都占据着非常重要的地位，这主要是因为直流调速具有良好的精度，而且它的控制过程也相对比较简单，所以在过去的较长一段时间里有着较为广泛的使用。但随着矿井生产工作的不断深入，其缺点也变得越来越明显，这主要表现中直流调速的结构复杂、适应性差、过流能力弱等方面上，正是这些缺点，使得直流调速的应用范围变得越来越小。通过对实际生产过程中的不断研究，并结合理论知识的运用，让交流调速系统逐渐发展起来，并且其应用范围也在不断扩大。变频调速在矿井提升机控制系统中的应用，不仅大大地提升了控制系统的调速范围，同时还可以让矿井提升机平滑的由高速状态转化为低速状态，实现了高精度的调速效果，在发生紧急情况时，变频调速技术还可以迅速地闸住提升机，避免出现“溜勾”的情况[2]，更好地提升了矿井提升机的安全性。在矿井提升变频器的选择中，应该以其实际负载特性为参考依据，通过对提升机负载的分析可以得出，恒转矩负载特性就是提升机的主要负载特性，所以应该对矿井提升机变频器中的低频转矩提升能力与短时过流能力提出更高要求。

5软件设计的开展

在变频提速系统的基础上，进行相关的软件设计与应用，可以更好地保证调速系统的安全性与可靠性。在这一过程中，应该注意对提升机的物理量进行控制，例如深度、速度、控制单元等。其调速监控过程主要是通过工控机、组态软件、打印机等相关设备来实现的。而在PLC中，它的软件设计主要为上位机，它的监控方式主要是通信，并要求实现提升机轻重故障的自诊断和深度、速度、压力等相关参数的实时显示。提升机的组态软件构成主要包括了组态环境与运行环境，它们既有着一定的独立性又保持着良好的关联性。组态软件是一种新型软件开发技术，它不仅有着便捷的开发方式，而且其周期也相对较短，在它的通用性与可靠性上都有着明显的优势。PLC在矿井提升机变频调速系统中的应用主要是为了可以更好地保证提升运行过程中的可靠性与安全性，所以在其软件结构设计过程中，应该对其工艺也控制要求有一定了解的基础上进行，并到达实时监控运行状态的效果。这样的监控系统具备满足以下几点要求，第一，具有独立的监视终端装置。第二，控制装置在PLC构成的基础上，保证系统的冗余性。第三，具备多种具有现实意义的功能，例如：监视的全速性与连续性、准确监视停车位置和运动方向等[3-4]。由于矿井存在生产环节恶劣，粉尘等干扰因素，这些都会对PLC有着一定的影响，为此在PLC的实际应用中还应该对其干扰因素采取相应的处理措施，例如：使用屏蔽电缆、保护接地、保证环境的通风等。

6结语

PLC在矿井提升机变频调速控制系统中的应用是矿井提升机发展过程中的一个重要方向，它不仅可以实现矿井提升机的自动化控制，使提升机的安全性和可能性都大大提升，同时还可以简化生产过程中提升机的操作过程，减小工作负荷。

参考文献

[1]张宜虎.PLC在矿井提升机变频调速控制系统中的应用分析[J].山东煤炭科技，2016（1）：26-27.

[2]赵竞雄，王晓菊.PLC控制在矿井提升机变频调速系统应用研究[J].煤炭技术，2015，34（4）：55-56.

[3]武洪艳，袭燕，王慧芳.基于PLC的矿井提升机变频调速控制系统[J].工业，2016（4）：99-100.

[4]李永军.PLC控制技术在矿井提升机变频调速系统应用探讨[J].内蒙古煤炭经济，2016（14）：45-46.

作者：兰晋生 单位：山西省煤矿节能监测中心