副井提升机电控系统技术改造

[摘 要]介绍副井提升机电控系统技术的背景，简述副井提升机电控系统技术方案，例如，系统组成，电控系统架构与工作原理，改造后的电控系统主要技术特征，最后分析副井提升机电控系统技术改造所带来的经济效益及社会效益。

[关键词]副井提升机 机电控系统 技术改造

中图分类号：U73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0222-01

1 背景

副井有两套提升系统，为罐笼加平衡锤提升系统。提升机采用JKD-2.8×6型多绳摩擦式提升机，电机为ZD99/60型，功率1250KW，电枢参数660V/2020A；励磁参数110V/54A；转速：500转/分，提升全行程：480米。电控系统采用80年代上海成套电器厂生产的JKDF-3型继电器控制与同步机发电机组变流系统，主要缺点是设备多、体积大、费用高、效率低、噪声大、控制系统复杂、故障率高，维护工作量大，直接影响副井安全提升。为此采用PLC控制的ZTDK-ZN-01SP智能直流提升机电控系统，对原电控系统进行技术改造。

2 方案

2.1 系统组成

ZTDK-ZN-01SP智能直流提升机电控系统由带显示屏的主控台（S7-300西门子可编程控制器）、西门子6RA70装置12脉动直流调速柜、励磁柜、直流切换柜、直流快速开关、空心均流电抗器 、整流变压器、励磁变压器、附件（轴编码器 3个、压力变送器2个、到位开关4套）等组成。主控台、西门子6RA70装置12脉动直流调速柜、励磁柜、直流切换柜、直流快速开关、空心均流电抗器、整流变压器、励磁变压器、附件。

2.2 电控系统架构与工作原理

采用SIEMENS的CPU314-2DP型可编程控制器作为系统的主控器件。系统的各项控制和保护功能之间的逻辑关系，是根据JKD系统的工作过程，结合现场实际情况，用编程的方法加以解决。各种外设控制开关、传感器发来的信号均接到主控台PLC的输入端，经PLC的逻辑运算，并经制动、调速柜、励磁柜、切换柜的状态进行控制，完成提升机的启动、加速、等速、减速、爬行、停车等过程，以及实现提升机的各种保护，语言报警、速度环与电流环控制。主控PLC主要有串入安全回路的各项保护为：正向外部过卷；正向内过卷；反向外部过卷；反向内过卷；减速段过速；等速段过速；2米限速保护；错向；主电机失励；主快开掉电；从快开掉电；轴编码器失效；制动油过压；主电机过流；直调硬故障；直调软故障；主高压合；从高压合；给定异常；脚踏急停；外部紧停信号；励磁硬故障；串入正、反向回路的各项保护为：风机启动信号；泵开启；提升最大位限幅；。其中风机启动、泵开启保护为如绞车在运转过程中如保护信号消失此提升可运转到位，下钩绞车将不能启动。

报警回路的各项保护为：闸瓦磨损保护；直流调速柜过电压故障；制动压差保护；变压器超温保护；

信号回路的各项保护为：油超温、制动油超温、油欠压。

另一台SIEMENS的CPU224可编程控制器作为主机的监控机使用，用以完成系统的后备保护，实现双线制保护。后备保护的主要保护有错向（溜车）保护、等速段超速保护、减速段超速保护、接近停车点限速保护（2米保护）、轴编码器失效保护、程序过卷保护。

由于PLC内部软元件和编程指令众多，编程方便灵活，更改容易，加之PLC输入端子工作与否均有相应的发光管指示，还可能通过编程器直接观察各控制回路中每个器件的工作情况，因而以主控台为核心所形成的系统其控制过程更加简洁特别方便。

2.3 改造后的电控系统主要技术特征

全数字化设计。将轴编码器、压力变送器应用于绞车电控，实现数字化的行程、速度、给定、油压等；软件化的设计。本系统运用软件化的设计思想，能用软件实现的功能，决不用硬件，提高了系统的稳定性，大大减少了系统的硬件故障；模块化设计。本系统运用模块化的设计思想，将系统多个功能集成为不同的电路模块，缩短了故障的处理时间；冗余化设计。采用性能优越的进口可编程控制器作为主要控制器件，两套PLC相互冗余，构成安全回路双线制；抗干扰设计。按照抗干扰的设计原则，在输入、输出、电源等方面有针对性地实施了抗干扰措施，完全符合GB/T17626电磁兼容性要求，整套系统通过电磁兼容性试验，使得系统安全可靠；完善的防雷系统。主控台内设置有完善的防雷系统，采用德国OBO公司设计生产的防雷器，有效地提高了系统抵抗自然灾害的能力；工业控制人机界面。将工业显示屏应用于电控系统，显示绞车的各种静、动态参数，如速度、行程、油压、速度图、力图、打点次数及各种开关量的状态。本设置可完全取代上位监控系统，具有远程诊断功能，具有在线进行技术支持和远程故障诊断等多种功能；UPS电源。采用具有正弦波特性、功率容量充分大的不间断电源为控制回路供电；语言报警，全方位的应急措施；多种运行方式的切换。本系统可实现全速全载12脉动运行和全速半载6脉动运行，切换方便。

3 经济效益及社会效益分析

副井电控系统成功进行了技术改造，改造后的控制回路取消了大量的接触器、继电器，最大限度地实现了无触点化和数字化。经运行，其提升机安全、操作和维护更加简单方便，提高了系统运行的稳定性和安全性，收到良好的效果，同时又提高副井机电设备装备水平，每年可节约电费345.6万元和维护费用28万元，合计373.6元，具有广泛的经济效益和社会效益。

作者简介：王辉（1970-），男，安徽肥东人，淮北矿业（集团）勘探工程有限责任公司工程师