矿井提升机范文

矿井提升机篇1

关键词：矿井提升机 矿井施工 安全 稳定 变频调速 运行 技术 分析

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2012)04(b)-0082-01

1 矿井提升机的变频调速要求我们提高员工对变频调速认识

作为矿井提升机的变频调速过程中最为关键的一个环节,提高其认识能够从本质上提高变频调速的质量,企业每一名员工对于变频调速的认识高低已经关系到了矿井施工企业人员生命安全以及设备的安全,近些年来,我们一直在实施安全教育,企业的员工安全意识也有了一定的提高,但是,矿井施工企业员工的违章现象也一直出现,通过笔者对其进行详细的分析,笔者认为,人是一种具有惰性的高等动物,虽然我们一直对矿井提升机的作业步骤和程序进行强调和严格的要求,但是,仍然还有很多工作人员走捷径,为了对这种现象进行避免,要求我们必须要对矿井提升机的工人实施一种教育,教育并不是指对相关的矿井提升机运行知识进行死记硬背,我们必须要使变频调速问题逐渐明朗,我们可以采取多种形式来实施教育,也可以深入到现场之中,对工作人员进行事故现场的解说,我们要引进大量的事实,这样我们就能够使矿井提升机工作人员深刻意识到他们所执行工作所具有的重要性,真正使每一名员工都明白自身的职责和义务,对自己的工作负责,只有这样,我们才能够真正使矿井提升机工作人员能够在自己工作过程中养成良好的习惯,将惯性违章很好的摆脱。

2 矿井提升机的变频调速要求我们提高自身对其目的的认识

在矿井提升机变频调速过程中,我们必须要将其目的进行明确,其中,最为根本的目的就是要对矿井提升机进行很好的应用,我们要对正常生产、生产关系进行保护,还要保护矿井施工企业职工合法权益不受到侵害,这已经成为了矿井提升机变频调速过程中最为重要的组成部分。变频调速工作必须是全面的,在整个矿井提升机变频调速过程中,企业必须要对矿井提升机人员进行管理,要求企业将干部落实,干部的落实是委托法律规定责任的履行,企业的职工必须要对矿井提升机的变频调速问题进行思考,这已经成为了每一名员工的责任和义务。企业的领导干部必须要将变频调速模式进行落实。

3 矿井提升机的变频调速要求我们促进员工更新自身观念

当今形势下,我国的社会以及经济高速发展对于我国矿井需求呈现一种迫切的态势,但是,国家财产权力关系中,工人福祉以及人们生活权力和利益也是矿井施工过程中必须要关注的问题,矿井业务成为了人们最为关注的问题,矿井提升机的良好使用是矿井施工企业发展和生存基础内容,将会对矿井施工企业自身形象产生直接的影响,所谓的矿井提升机变频调速就是指矿井提升机将施工企业在进行矿井作业过程中所具有的各种要求作为一个前提,着重矿井提升机内部人员共同的理念和共同价值观念的形成,更加着重矿井提升机人员基本素质以及全面素质提高以及共同的遵守规范,最终为建立一个人本管理模式并且最大限度的将人主观能动作用很好发挥的一种矿井提升机管理工作,将矿井提升机使用人员的理念、观念等进行更新已经成为了当前形势下矿井提升机变频调速过程中所必须要进行解决的一个根本问题。但是,矿井提升机人员观念更新是一个动态的过程,更新观念是伴随着矿井提升机管理不断的进步而前进的,观念的更新是紧随时代的步伐的,并且赋予了整个矿井提升机管理全新的内容、全新的动力以及全新的形式,最终成为了矿井提升机进行变频调速先锋的力量。当今的世界是瞬息万变的世界,任何一个矿井施工企业,如果自身运用矿井提升机进行变频调速的程度很低,那么,这个矿井提升机势必缺少效率,因此,加强矿井提升机的变频调速,有利于矿井施工企业上下都能形成一种共同追求和理想,使得矿井施工企业员工思想高度统一,有利于人们增强自身对于周围事物的认知能力,矿井提升机变频调速能够建立起一种员工积极进取的精神状态,最终能够将弊端消除,促使矿井提升机的变频调速工作能够得到长远的发展。

4 矿井提升机的变频调速要求我们落实责任制度

众所周知,矿井提升机变频调速已经关系到了人们生活利益以及国际的财产安全,矿井安全一直都是矿井施工企业最为根本利益的趋向。在矿井施工企业日常运营过程中,变频调速一直都是矿井施工企业的命运和前途,对矿井施工企业发展以及生存基础力量和企业形象产生了直接的影响,进行变频调速责任制的落实已经成为了矿井提升机变频调速过程中十分重要的一个环节,落实矿井提升机变频调速责任制的目的就在于能够使各级人员对变频调速进行充分的重视,使他们能够在日常工作中严格遵循相关制度,伴随着我国越来越对矿井施工进行重视,对于生命越来越尊重,我国的各级领导对矿井施工企业机械设备使用工作进行高度重视,在矿井提升机变频调速过程中,现场的变频调速人员自身所具有的认知水平十分重要,这也是取决于矿井施工企业的相关领导对现场矿井提升机管理人员所进行的管理工作,因此,我们必须要将责任制度很好的制定和实施,要求矿井施工企业全体员工都要将责任二字铭记于心,从事任何工作必须要明确自身的职责。

5 矿井提升机的变频调速要求我们加大变频调速落实的力度

矿井施工企业的奖惩和监督已经成为了良好实施变频调速过程中重要的一个手段,如果矿井提升机变频调速工作不能得到很好的执行和落实,那么,我们就可以通过企业的监督对其工作人员进行一定的惩处,综合当前实际情况来看,在很多矿井提升机变频调速监督工作过程中,管理局都实行了静态的监督以及动态监督这两种模式,所谓的静态的监督就是指对人们思想以及实施的质量进行监督,静态监督对企业使用矿井提升机具体情况进行了监督,涵盖了一切事故防范措施、施工活动、安全性、施工组织以及问责性等等。所谓的动态监督就是指人们在使用矿井提升机施工过程中的行为进行严格的监督,其主要的工作内容就是对矿井提升机整个施工过程中的变频调速以及设备材料进行监督,其中,监督主要包括场地布置、设备、保安措施、车辆、人员以及运行安排等等。

参考文献

[1] 阎炳宽,杜彦亭,张双庆,等.PLC控制的离心机浇注闭环速度控制系统[J].机械与电子,2000(1).

矿井提升机篇2

关键词：矿井提升机；故障诊断；技术现状

中图分类号：TD534 文献标识码：A

0. 前言

矿产的生产环境极为复杂，施工人员不得不进入这些不稳定的区域作业，不稳定区域的恶劣环境给专业人员作业带来一定的困难，所以需要专项的设备保证人员、物资顺利地往返于地面与矿井之中，矿井提升机正是实现运输的主要工具，矿井提升机作为矿产开采中必不可少的工具之一，需要对其进行严格的控制，由此可见其可靠性与稳定性直接关系到参与矿井生产所有人员的生命财产安全，必须受到足够的重视。

1. 矿井提升机使用现状

矿产行业为了应对复杂的生产环境才有了矿井提升机的应用，因为矿井提升机的特殊性，所以几乎没有可以借鉴的生产经验，在应用初期涌现了许多问题，随着科学技术的进步，矿井提升机的设计和使用都实现了较大的突破，积累了丰富的经验，也通过故障树的方式组建了专家系统，对于一直以来阻碍矿井提升机产业发展的问题提出了相应的见解，传统的矿产提升机故障诊断技术完全依赖于操作人员的语言描述，并且根据这些信息源来分析问题产生的原因，无法对故障的发生做出提前预知，因为操作人员的语言描述在一定程度上存在着误差，这就会导致问题的严重程度无法划分的问题，现代的矿井提升机故障诊断技术将机械自动化与人为主管因素相结合，通过故障树分析法、信息融合、神经网络、专家系统等方式让故障的分析更加客观合理，全面地参考多方数据也增加了结论的准确性，除此之外，在对于可能发生的故障方面也有着良好的预知，为工作人员的修补争取了时间，作为矿井工作必不可少的一部分，只有充分保证故障检测的准确性才能保证矿井提升机更好地为矿井生产服务。

现阶段我国的矿井提升机技术与西方工业大国相比仍存在较大的差距，在德法等国家已经尝试通过PLC对其电控系统进行重新设计，使其实现双通道安全监控与回路，并积极结合多种可行性的监控手段，将其安全性能大幅度地提升，但我国仍延续使用继电器和由电子元件组成的控制单元，虽有安全电路作为保障，但是由于构成复杂、生产环境恶劣等原因，故障的发生和监测仍存在一定的困难，需要积极地向发达国家寻求技术支持。

2. 矿井提升机故障的诊断技术

机械、电气和液压是现阶段我国矿井提升系统的基本组成部分，根据对以往事故发生的总结分析，可以得出最常出现的故障的主要是以下两个方面，例如断绳事故、控制电源失压以及过卷事故可以归结为是电气和机械两方面的故障事故，矿井提升机事关矿井人员的生命财产安全，如果矿井提升机的故障没有得到有效的控制，将对矿业的发展造成威胁，要从根本上总结矿井提升机故障的发生原因，并且根据故障的发生原因进行明确诊断，运用矿井提升机故障的诊断技术减少故障的发生频率，矿井提升机故障的诊断内容主要是对矿井提升机工作系统的各个实施步骤进行排查，查找出与正常系统运行不相符合的内容，并对其发生的原因进行理论分析，找出发生故障的具体原因，并且将原因进行归类总结。矿井提升机故障的发生原因主要有以下几个方面：例如，人为操作不规范、外界环境的影响、设备元件自身问题、自动化的程序运行受阻等，将原因落实到这几个方面，可以判定其与顶事件之间的相互关系，包括逻辑关系和关联程度等。通过对故障的路径进行分析，可以得出顶事件出现故障的概率，并根据概率准确的估计故障风险的发生率。电气故障情况发生后，相关工作人员需要及时地对提升机的工作情况进行检查，对提升机的实施工况参数和数据信息与提升机正常运行时的数据相比较，通过两者之间的差异对比，即可对提升机的故障原因进行综合的分析和评定，除此之外，还可以准确的确定故障发生的位置以便于相关工作人员及时的修补，以恢复电气的供应，如果没能及时地找出矿井提升机的故障原因，则电气故障不能够被及时解决，如果继续运行下去，则会造成设备的某些运行参数发生改变，设备的运行数据与正常设备的运行参数之间存在差距，甚至可能超过设备设定参数的最大界限，这样就会导致机械运行的故障，综上所述，矿井提升机故障的发生并不是一蹴而就的发生而是由多个因素共同导致的，矿井提升机的故障如果不及时处理，则会实现连环性的危害，所以，在发生故障时必须进行及时准确的处理，这些危害会不断地扩大最终导致整个机械系统的瘫痪。

3. 基于模糊理论的矿井提升机故障诊断办法

随着矿井提升机故障的频发，对于现阶段矿井提升机的研究越来越深入，对于矿井提升机的研究主要包括：基于小波变换的研究、基于人工智能的研究、基于RBF神经网络的研究。这些研究内容相继出现，并在各自的研究领悟上取得了一定成果，为矿井提升机的从业人员提供了参考，这些切实可行的方法也在一定程度上减少了矿井提升机故障的发生率。

人工智能的研究方法具体内容是在检测的过程中引入高数的计算方法，这种计算方法整合了人工免疫模型和离散粒子群，根据计算的结果通过技术人员的分析可以找到故障发生的具置，以此可以及时迅速的解决故障，这种方法的特点是以数学计算为主要方式，以计算结果得出故障的发生位置，这种方法简洁方便，不受外界环境因素的影响，同时不会对周围环境产生影响，因此可以被广泛应用于各种类型的矿井提升机之中。

通过小波变换来查找矿井提升机的故障应用的是将整体转化为局部的方法，通过对系统的综合分析将整个问题进行分解以便于解决，根据时间频率的变化分析可以将信号的表现特征进行细化，因为信号对于不同的变化会做出相应的反应，所以可以据此得出故障的发生原因和位置，抓住信号的表现特征是这个方法的重点，除此之外，平移伸缩的运算使这种故障的查找方法更加精确，平移伸缩运算可以细化信号的频率，可以察觉细微的频率变化，以便于早期精确而及时的确定故障的发生位置，对于信号细微变化的监测，可以实时的分析出干扰信号的成分和干扰发生的原因，借此可以迅速控制故障的发生位置，有效地评估风险，规避风险。与人工智能的方法相比，这种方法能更加细微地反应出故障的发生原因，增加故障判断的准确性，现阶段，已经得到了业内人员的认可，并且被广泛地应用于矿井提升机的故障检测。

基于RBF神经网络的研究是根据人工神经网络的自身特点应用于监测故障中，人工神经网络之所以能被应用于故障监测主要是由于人工神经网络的自身特点，人工神经网络有着强大的处理信息能力、适应变化能力、自身学习能力、容错能力，人工智能网络能够直接地将这些特征输入，在短时间内通过人工神经网络可直接转化为处理结果，这样大大缩减了故障的分析时间，为故障的维修工作争取了时间，除此之外，人工神经网络还可以对矿井提升机的运行状况进行实时的监督，适用于故障监测工作。

矿井提升机的自身结构复杂，且它的作业环境多在恶劣的地方，这些因素都不利于人工的探查故障的发生部位及故障的发生原因，在短时间内一般无法确定故障的模糊关系，对于分析得出的故障原因及位置的准确性还难以保证，这些都阻碍了矿井提升机故障的分析，上述的分析方法可以与专家系统相结合，这样可以对故障树的整体信息进行综合分析，可以让故障的判定有着充分的理论支持，这样可以完善故障的判定的信息，可以提升模糊关系确定的可能性，故障树的建立时间还比较短，故障树的发展还处于不成熟的阶段，对于故障的分析总结和信息录入还不完整，无法根据以往经验准确的判断故障的类型，所以对于专家系统的应用我们还有很长的路要走。

结论

矿井提升机在矿业的发展中有着重要的应用，对于矿井提升机的研究一定程度上决定着矿业的发展，相关从业人员应该应用先进的科学技术方法，对矿井提升机的故障进行准确地分析，提升故障分析检测的准确性和工作效率，减少故障的发生率，保证矿井提升机高效的运行，这样不仅可以保证矿井工作人员的生命财产安全，也极大地促进了矿业的发展水平。

参考文献

[1]乔良.浅析故障诊断技术在矿山机电设备的应用[J].中小企业管理与科技，2010，6（36）：96-99.

[2]张萍语.矿山机电设备故障诊断与检修技术分析[J].科技创新与应用，2014，2（06）：32-38.

矿井提升机篇3

【关键词】 后备保护矿井提升机应用

矿井提升机是煤矿生产过程中的关键设备之一,其运转的可靠性和安全性不仅直接影响整个矿井的生产,而且还涉及设备及人身安全。目前,我国国产提升机后备保护比较落后,并且保护的参数相对较少,可靠性较低,一些小型提升机甚至没有后备保护装置,因此研究出经济、实用、可靠性高的提升机综合后备保护装置有着十分重要的意义。提升机后备保护装置是确保煤矿安全生产的关键设备之一,它起到了运行监控保护作用。由于提升机保护器对可靠性的要求较高,因此,提升机保护器的开发水平也要不断地提高。

1 使用提升机后备保护的优势

1.1 提高提升机系统的安全水平

使用提升机后备保护装置能进一步完善电控系统的保护功能,从而提高提升机的安全水平,有效防止了重大提升事故的发生。

1.2 独立于原有提升机控制系统

后备保护装置不仅独立于原电控系统,而且是在后备保护功能动作时才与提升机电控系统中的减速回路和安全回路相联系。当安全回路动作时可具有自动复位功能。

1.3 性能稳定,抗干扰性强

不同的提升机房电磁干扰强弱差别很大,该仪器有较强的抗干扰能力。

2 后备综合保护装置的特点

(1)设备体积小,安装简便,调试容易,使维修者操作准确安全。

(2)提升机后备综合保护装置投入使用后,充分发挥了保护可靠、性能良好的特点,并多次制止了提升事故的发生,通过对记忆故障功能的查询,给排除故障隐患提供了依据,这样不仅减少了设备维修时间,而且也减少了维修成本,经济效益十分显著。

(3)当后备综合保护装置发生故障时,原有的保护系统不受此影响,只需关闭后备保护装置的电源即可。等提升机正常停车后,再进行维修。

3 提升机后备保护装置

矿井提升的安全装置都具有预防事故发生或事故发生后避免事故扩大的作用,我国安装的提升安全装备过去仅为满足《矿井安全规程》、标准化和现代化矿井检查的需要,但随着高产高效安全矿井建设的需要,一些故障预测、预报和状态维修的装备也在一些大型矿井安装使用,本文重点介绍适应高产高效矿井提升的3中后备保护安全装置。

3.1 过卷过放缓冲装置

过卷过放缓冲装置按吸能或缓冲元件可分为塑性变形吸能、摩擦吸能、液压阻尼吸能和弹性缓冲四类。塑性变形类似利用吸能元件工作时发生塑性变形耗散能量,其主要结构有木质型罐道、拉伸钢制杆件、未拉伸尼龙绳、线性塑性应变钢带和柔性罐座;摩擦吸能是利用吸能元件相对运动时,接触面间的摩擦功来耗散过卷容器的能量,其主要结构有钢丝绳螺旋绳槽式和摩擦滚筒式;液压阻尼吸能是通过阻尼产生的阻尼耗散过卷容器的能量,有液力和气动两种形式;弹性缓冲通过弹性元件将过卷容器的能量转换成变形能,使冲击力的作用时间增大、减少冲击力峰值,有弹簧和橡胶缓冲两种类型。从这些装置的原理可以看出,其作用都是事故发生后避免事故扩大的,属于后备保护。

目前,摩擦滚筒式过卷缓冲装置已在煤矿中广泛应用,并真正起到了保护作用。

3.2 防止制动失效装置

盘式制动器补偿增压装置是在提升机安全回路节电动作以后才启动油泵,并开始监测提升机测速电动机的电压。若发现提升机未按设定的减速度减速制动,则立即实施补偿制动,同时将原制动器的松闸压力油与盘式制动器补偿增压装置的油箱接通,确保闸能贴上制动器并补偿正压力,并通过对测量减速与设定减速度的比较控制补偿好制动力的大小,以保证提升机减速停车又不至于因补偿制动力过大造成提升机打滑。若发现提升机正在按设定的减速度减速制动,则盘式制动器补偿增压装置不实施补偿。该装置包括:执行机构、动力机构和控制机构。执行机构是在矿井所使用的盘式制动器上改造而成,将原制动器中活塞与后盖形成的空间改造成一个压力腔,通过在此液压腔中注入压力油推动活塞增加闸瓦与制动盘之间的正压力,实现补偿制动力矩的功能。动力机构为——液压站,包括电机、油泵、电磁换向、液压集成阀块等。控制机构包括手动控制、自动控制两种控制形式。该装置的作用是预防事故和避免事故发生后的进一步扩大,属于后备保护。盘式制动器补偿增压装置在徐州的董庄煤矿和旗山煤矿、开滦的吕家煤矿等安装使用,现场使用表明,该装置的控制部分和压力补偿功能运行可靠,起到了制动力的补偿作用。

3.3 摩擦提升滑动监控装置

摩擦提升滑动监控装置包括滑动检测和消除滑动两部分。在提升机运行过程中,通过光电编码器和单片机组组成的监测仪对滑动速度进行检测和判断,一旦出现滑动,发出报警、断开安全回路实现摩擦轮制动,并利用特制的钢丝绳制动机构的共同作用制动住提升系统,实现滑动保护。该装置具有自动和手动两种控制。从原理得知该装置属于后备保护装置,同时对提升系统具有辅助制动效果。该装置已经在徐州夹河矿投入使用,并成功地实现了滑动报警和钢丝绳制动。

4 结语

总之,后备保护装置在矿井提升机中发挥着重要的作用,它不仅增强了提升机的抗干扰能力,而且提高了保护的可靠性。此外,后备综合保护装置具有操作简单、维修量小的优良特性,还能对提升容器提升位置值、运行速度值及提升方向进行数字显示,并具有声光报警、安全制动及故障记忆的功能,因此说矿井提升机后备保护装置具有较好的推广和应用价值。

参考文献:

[1]洪晓华.矿井运输提升[M].徐州:中国矿业大学出版社,2006.

[2]陆嘉,张新.矿井提升机综合后备保护装置[J].煤矿机械,2006,27(12):120~121.

[3]国家安全生产监督管理局,国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2005.

[4]夏荣海,郝玉琛.矿井提升机械设备[M].徐州:中国矿业学院出版社,1987.

矿井提升机篇4

关键词：矿井提升机；电控系统；PLC技术

中图分类号：TD44 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）026(C)-0170-01

前言：矿井提升机是矿山生产的至关重要的大型设备，对矿井的生产及安全起着非常重要的作用。由于提升机的生产工艺要求比较高，所以它的电气传动及电气控制装置一直是各国电气传动界的一个重要研究领域。为确保矿井提升机的安全性和可靠性，自20世纪70年代开始，可编程序控制器（以下简称PLC）开始进入提升机的电控系统。现已获得广泛应用。

一、提升机对电控装置的要求

矿井提升机属往复运动的生产机械，对于单水平提升系统，在每次提升循环中，容器的上升或下降的运动距离是相同的；对于多水平提升系统。每次提升循环中，容器的运动距离不一定相同。但无论哪种情况，提升机在工作过程中都有固定的循环运动方式。根据提升机的运行方式和矿山企业的固有特点，对提升机电控系统的要求如下：（一）能够四象限运行。只有这样，提升机才能根据负载变化及工作需要，按给定速度图自动地工作在正向或反向、电动或制动等工作状态。（二）加、减速度的大小符合有关规程的规定。一般说来，升降人员时，加速度a≤O.75m／s2；升降物料时，加速度n≤1.2m／s2。（三）具有良好的调速性能。亦即静差率小、速度平稳、调速范围大、调速方便等。（四）工作方式转换容易。要能够方便地进行自动、手动、验绳、调绳等工作方式的转换。（五）要设置准确可靠的速度给定装置，以实现加、减速时的平稳运行。（六）要设置完善的故障监视、安全联锁、信号报警及闸控电路，确保系统安全运行。

二、老式矿井提升机电控系统存在的主要问题

（一）不适应现代化矿井的管理要求。有些矿井虽然采用了PLC控制系统，但老式的PLC矿井提升机电控系统没有通信功能，不能把工作状况详细地、实时地传送给调度室或其它生产管理部门，造成管理混乱，影响了生产效率。（二）智能性差。老式电控系统无法指示故障的确切位置所在，排查故障非常困难，往往需要大量的维修工采取排查方式进行，维修时间长，效率低下。（三）存在不安全隐患。老式提升机电控系统大都采用模拟控制系统，其控制逻辑复杂，响应周期长，实时性差，不能适应需快速响应的控制系统。继电器触点在提升机频繁的启、停动作中，很容易老化，需要定期更换继电器。

三、PLC系统的功能及特点

（一）具有自动控制功能，能按事先输入的控制程序实现自动逻辑顺序控制，可靠性高，抗干扰能力较强，动作快速性好。（二）PLC系统具有编辑灵活的特点。修改程序方便，便于系统变更、控制功能的增加与减少。（三）PLC系统除完成以往继电器系统具有的功能外，还增加了一些特殊软件功能，如通过光电编码器来判断提升容器所处位置，确定软件减速点、停车等。（四）PLC系统具有编辑简单，使用方便，便于现场维护管理等特点。

四、PLC在提升机电控系统中的应用

矿井提升机的电控系统，包括工艺控制、行程控制、监视系统、安全回路、制动系统和信号系统等，都可以引入PLC进行控制。

（一）工艺控制。由于PLC编程方便、灵活和功能完善，将其用于工艺流程控制时，并非仅将原继电器控制系统中的开关量简单地用PLC的逻辑关系替代，而是采用多重联锁和可靠的检验，构成功能完善的监视与控制系统，吼保证提升工艺流程控制与联锁的高可靠性，且便于操作和进行故障诊断处理。（二）行程控制。提升机的行程控制，实质上是位置控制，保证提升容器在预定地点准确停车。为了减少钢丝绳及设备的动态冲击和减少对电网有功功率的冲击，并考虑到副井提升时人的感受，一般采取加速度控制，工艺允许时，最好实现无爬行控制，以减少提升时间，提高生产教率。（三）监视系统。提升过程的监视，最重要的是提升行程终端的监视，即减速段超速和过卷监视，以及等速段超速监视，实现方式多为PIC构成的电子式装置加井筒开关。（四）安全回路。在矿井提升机中，安全回路是最为重要的。一般说来，提升机的故障处理方式有三种：1、故障信号预报。如油压异常、主电动机轴承过热等；2、事故停车，即完成本次提升后闭锁，如开车过程中安全门打开、调零电机故障等；3、紧急停车，即立即进行电气和机械制动，停车后系统闭锁，如两终端超速、运行错向等。安全回路应具有完善的故障监视功能，使无论是提升机还是安全回路本身出现故障时，都能确保实施安全制动。（五）制动系统。制动系统除要保证可靠地实现工作制动和安全制动外，还要完成对制动用液压站的控制及对制动系统中其它环节的监视。由于其技术要求与安全回路相似，故一般由两台高可靠性的PLC构成，当其中任一台发生故障时仍可保证制动阀可靠动作，且每台PLC的输出模块部由另一台PLC的输入模块进行监视。（六）信号系统。矿井提升机的信号系统大体上可分为信号输入、信号输出及保护系统三部分。将去向信号、开车命令及提升类别信号送入PLC的输入端，经处理输出各种指令或保护信号。

结语：由实际工业运行情况看，矿井提升机电控系统采用了PLC技术，不但可以加强系统的控制功能，加强系统对故障的判别和处理能力，而且也能大大的提高了系统的可靠性和安全性。相对于以前的矿井提升系统，不仅提高了企业的生产效率，还增加了企业经济效益。

作者单位：国投新集二矿固定队

参考文献：

[1] 宋伯生.PLC编程实用指南[M].北京:机械1二业出版社,2007.

矿井提升机篇5

【关键词】后备综合保护装置；矿井提升机；保护；应用

1.传统矿井提升机的现状和问题

传统的矿井提升机大多数采用绕线型异步电动机转子串电阻的交流调速系统，这种方法初期投资少，维护容易。但是这些提升机都是上个世纪60年代到70年代的产品，各项保护都采用机械机构与继电器的触点连锁来控制，由于使用年限长，机构磨损大，继电器的触点烧蚀严重，机械动作不灵敏，各项保护整定不易调整，一旦继电器触点粘连或卡住，保护机构拒动，安全回路又没有后备保护，提升机将会发生过卷、超速飞车等恶性事故，严重制约了煤矿的安全生产。

2.提升机综合后备保护装置的应用

为了解决这一制约煤矿安全生产的问题，杏花矿于2006年6月，在东采五工区 JK―2.5绞车上，安装了徐州卓尔电脑研究所生产的 M12―3B提升机综合后备保护装置。此保护装置是以煤炭部《煤矿安全规程》、煤炭部MT407―1995（煤矿竖井提升机综合后备保护装置通用技术条件》为依据，经上海中华人民共和国可靠性技术 中心环境室测定，英国劳氏船级社认证。抗干扰能力强，保护可靠。它的应用就是在原有保护的基础上，又增加了一套保护装置，它在原提升机正常运行速度外，又加了一条保护线。

细实线B线为提升机正常运行线，粗实线A线为保护线，这条保护线是根据提升机运行中的数据经计算后得出。

（1）当B线正常运行时，A线中不起保护功能， 即此时后备保护装置只显示提升容器的位置和速度值；若由于某种原因，而使提升处于非正常运行状态时，即B线撞到了A线上，此时后备综合保护装置立即动作， 使提升机迅速断电停止运行，可靠停车。

（2）A线上的4个点和2个区是重要保护点及保护区。①a点是减速点。当提升机运行至减速点时，无论提升机是否减速，在速度运行图中即B线上的减速点动作与否，到a点能自动发出减速信号并动作，控制提升机正常减速，完成了减速点的后备保护功能。②b为限速保护区的第一限速保护点。当提升机减速时，系统出现故障而不动作，即提升机不减速， 在运行图中B线会继续向右撞击 b点，使后备综合保护装置立即投入，此时发出声光指示并安全动作，完成限速保护的后备保护功能。③c点爬行区的人口点。当提升机运行至该点时，速度必须控制在2m/s 以内；④d点为过卷保护点。当提升机运行至过卷点时，由于某种原因提升机不断电动作，过卷0.5h，后备综合保护装置立即投人，发出声光信号，并实现制动。⑤斜线区为限速保护区。依据《煤矿安全规程》第四百二十七条规定：提升机速度超过的提升机绞车必须装设限速装置，以保证提升容器（或平衡锤）到达终端位置时的速度不超过2m/s。同时，根据多年的现场经验，提升机接近终端位置时的速度控制在2m/s以内时，即使出现事故，也不是大事故。因此，这是个重点保护区。⑥网格区为深度指示器失效保护死区。在现场中，深度指示器失效后安全回路能否安全动作迅速可靠停车。根据这个实际问题，后备综合保护装置能在深度指示器失效后，提升机的运行距离≤3m时，运行速度≤0.4m/s时，能自动断电并使保险闸发生作用，可靠停车。

3.后备综合保护装置的特点及安装

3.1合保护装置的特点3m/s

经过1a多的运行来看，提升机后备综合保护装置具有以下的特点：

（1）设备体积小，安装简便，调试容易，使维修者操作准确安全。

（2）机后备综合保护装置投用后，充分发挥了保护可靠、性能良好的特点，多次制止了各种事故的发生，通过对记忆故障功能的查询，给排除故障隐患提供了依据，这样既减少了设备维修时间，又减少维修成本，经济性十分显著。

（3）后备综合保护装置计数准确，所测量的精度不大于0.1m/s器分辨率不大于0.1m/s。

（4）当后备综合保护装置发生故障时，原有的保护系统不受此影响，只需关闭后备保护装置的电源即可。待提升机正常停车后，再进行维修。

3.2备综合保护装置的注意事项

后备综合保护装置安装时，除了按接线工艺标准施工外，还要注意以下几个方面的问题：

（1）安装传感器时，一定要将霍尔元件对准磁钢，否则传感器无回讯信号，后备综合保护装置将动作，影响提升机的正常运行。

（2）安装信号电缆时，母线用RVVP四芯屏蔽电缆，分支线用RVVP二芯屏蔽电缆。信号电缆必须与≥380V的供电电缆分离，以免动力电缆短路时烧毁信号电缆。

（3）屏蔽信号线的外屏蔽层仅允许一点接地，且接地良好。要求屏蔽地线接地电阻≤412，线路中不 能有感应电压存在。

（4）调试时一定要将提升容器拉放到指定位置，待后备综合保护装置联机自检后，再按照操作规范正常操作，严禁提升机运行时随意调整参数，导致提升容器的位置显示值、速度值与实际位置值、速度值不一致，影响提升机的正常运行。

4.结束语

传统的矿井提升机的保护是单线型的，由于意外可导致事故的发生。安装了后备综合保护装置后，特别是在防止过卷装置、防止过速装置、限速装置和减速功能保护装置等方面，与原有的保护形成了相互独立的双线型，提高了保护的可靠性，增强了提升机的抗干扰能力。此外后备综合保护装置，操作简单，维修量小、还能对提升容器提升位置值、运行速度值及提升方向进行数字显示，并具有声光报警、安全制动及故障记忆的功能，具有较好的推广和应用价值。

【参考文献】

矿井提升机篇6

关键词：矿井提升机、控制系统、直流传动

1.矿井提升机对电气控制系统的要求

提升机电气传动系统的给定V=f（t），根据动力学方程式

可以得出按给定速度图所需转矩Te=f（t）的特性，从而可以得到拖动系统所需的力F=f（t）。

要使提升机按照给定的速度图运行，电动力矩FD可能为正，也可能为负。这意味着电动机不仅要工作在电动状态，还应能工作在制动状态。由于不同的负载，不同的提升机运行阶段，电动机的运行状态也各不相同的运行状态。

（1）重物上提，静载量较大。

其给定速度图与力图如图2-2（a）所示。

根据此力图可知，电动机在各阶段均工作在正向电动状态。

（2）重物上提，静载量较小（Fd3>FL）。其给定速度图和力图如图2-2（b）所示。

在加速段 F1=FL+Fd1>0

在等速段 F2=FL

在减速段 Fd3FL，所以F3=FL+Fd3

在爬行段 F4=FL>0

根据力图可知，在整个提升过程中，电动机的运行状态应切换两次。

（3）重物下放，静载量较小（Fdl>FL）。其给定速度图与力图如图2-2（c）所示。

在加速段Fdl>0，FL|FL| 所以，F1=FL+Fdl>0

在等速段 F2=FL

在减速段 F3=FL+Fd3

在爬行段 F4=FL

根据力图可知，电动机在加速阶段，工作在正向电动状态；在等速、减速和爬行阶段，电动机均工作在正向制动状态。

（4）重物下放，且静载量较大（Fdl

在加速阶段 Fdl>0，FL

在等速、减速和爬行段，F均为负。根据力图可知，电动机在整个提升过程中始终工作在正向制动状态。

综上所述，要求电气传动系统能满足四象限运行。

2. 调速要求

提升工艺要求电气传动系统能满足运送物料（达到额定速度）、运送人员（可能低于额定速度）、运送炸药（2m/s）、检查运行（0.3～1.0m/s）和低速爬行（0.1～0.5m/s）等各种要求，所以要求提升机电气传动系统能够平滑调速。

对于调速精度，提升机一般要求静差较小（比如在高速下S

3.行程显示和行程控制器

为了便于提升机司机操作，提升机电控系统需设置可靠的行程显示装置（又称深度指示器）用于显示提升容器在井筒中的位置。老的深度显示常采用牌坊指针式或圆盘指针式深度显示装置；新的深度显示采用数字显示。另外，提升机电控装置应设置比较可靠的位置检测装置，能够准确地检测出提升容器在井

4.闸控电路的设置

提升机的机械闸是提升机安全运行的最后一道屏障，因此要求机械闸的控制电路可靠。提升机的机械闸大多采用液压控制的盘形闸或角移式闸。机械闸的控制分为工作制动（工作闸）和安全制动（安全闸）。工作制动是在手动运行或自动运行方式下作为正常停车或定车的手段。而安全制动是在系统出现故障时使运行状态下的提升机快速减速停车、静止状态下的提升机不能松闸的手段。

安全制动又分为一级制动、二级制动和恒减速制动。当提升容器在井筒中且离停车位置较远时，若系统出现重故障而需要紧急制动时应用二级制动。所谓二级制动，就是不是一次施加全部制动力矩，而是分两次施加。容器在紧急制动后要滑行一段才能停下来。这样紧急制动时的减速度比较小，对机械设备（如钢丝绳、滚筒摩擦衬垫）的损伤小。当提升容器在井筒中而离停车点较近时，若系统出现故障而需要紧急制动时应采用一级制动。一级制动时制动力矩大，在紧急制动时滑行距离短。恒减速制动是在系统发生轻故障时，且故障点距离减速点较远时的制动方式。恒减速制动使系统能够按照给定的减速度进行减速制动，它对系统的冲击最小。但恒减速制动对制动系统液压站要求较高，目前只有在进口提升机中有所采用。

参考文献

[1] 卢燕主编.矿井提升机电力拖动与控制.冶金工业出版社，2001：10

[2] 罗飞.电力拖动与运动控制系统[M].化学工业出版社，2007：5

[3] 徐平编著.电控及自动化设备可靠性工程技术.机械工业出版社，1997：5-7

[4] 陈伯时主编.自动控制系统.电力拖动控制，中央广播电视大学出版社，1995：10-12

矿井提升机篇7

[关键词]矿井提升机；控制系统；发展

中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0145-01

1 前言

矿井提升机控制系统作为煤矿的主要生产设备，关系到煤矿高效和安全生产，主要要求如下：平滑的调速性能、高精度、实现四象限运行、很好的检测速度和行程、具备良好的故障监测功能、具备可靠的制动控制系统等。根据提升机对控制系统的要求，其电气传动方式通常有直流传动和交流传动两种[1，2]。本文对国内外提升机的发展现状的主要几个方面进行总结。

2 发展现状

2.1 直流传动

直流电机具有良好的启动、调速和制动性能，可以在大范围内进行无级调速，非常适用于经常切换正反转和调速指标要求高的提升机。直流他励电机在提升机中应用广泛，其控制系统选用F-D系统，由同步电机带动直流发电机，对电机直接供电。通过改变发电机的励磁电阻实现对发电机的励磁改变，从而改变发电机电势和直流电机电枢电压，完成电机转速的改变，达到提升机调速的目的。如瑞典、德国等国多数采用此传动方式，降低了系统的复杂程度。

2.2 交流传动

由于交流电动机具有构造简单、造价便宜、运行可靠等特点，更适用于恶劣的环境中。伴随着电力电子器件、电子技术、自动控制理论及先进的交流调速理论的发展，交流传动取得的控制特性能够和直流调速相媲美。二十世纪七十年代德国SIEMENS公司矢量控制变频技术的出现，标志着交流调速取代直流调速的技术时代正在到来。随着计算机和PLC技术的发展，外国工程技术人员将计算机和PLC技术应用于矿井提升机控制系统中，使得提升机自动化水平达到了一个新高度，安全回路和制动系统更加完善，并提供了现代化的管理和监控模式。

（1）变频器的结构

变频器按变换环节分交-交变频器和交-直-交变频器。其中，交-交变频器是把频率固定的交流电通过斩波或相控的方式直接变换成频率和幅值连续可调的交流电，也叫直接变频器。

交-交变频器采用晶闸管自然换流方式，输出频率是电网频率的1/3～1/2，具有良好的调速性能、效率高等优点，特别适用于容量较大的低速矿井提升系统中。但交-交变频器存在功率因数低、谐波大、输出频率变化范围小、对电网污染严重等缺点。

与交-交变频器相比，交-直-交变频器先把交流电整流为直流电，然后将直流电逆变成频率连续可调的交流电，也叫间接变频器。由于在逆变的环节较易控制，所以交-直-交变频器的频率调节范围大，同时在改善变频后电机特性方面具备明显的优势。交-直-交变频器具有效率高、谐波小、电流波形近似为正弦波等优点，本文将选用交-直-交变频器结构。

交-直-交变频器一般分为不可控整流单元型变频器和双PWM变频器。不可控整流单元型变频器的硬件结构一般采用电压源型的交-直-交结构，整流单元采用整流二极管实现，目前通用变频器均采用此结构。通过电容的滤波稳压后经过SPWM逆变电路，输出电压和频率均可调的交流电。

这类变频器在矿井提升机调速系统中应用时，当电动机在工作频率下降过程中，即处于再生发电状态时，由于变频器整流侧二极管具有单向导电性，提升机系统的机械能不能回馈到电网，要回馈到直流电路中，从而导致直流母线电压Ud骤升，即泵升电压，甚至达到危险的地步，损坏变频器中整流与逆变开关器件以及直流滤波电容，从而导致变频器无法正常工作。为了解决上述问题，必须及时消耗掉再生到直流电路中的能量，使Ud保持在安全范围内，中小型变频器一般采用制动电阻单元，在电机制动时，将反馈回的巨大能量消耗于制动电阻Rb中。此结构变频器应用于矿井提升机电控系统中时，主要缺点如下：①污染电网；②功率因数低；③动态响应慢；④体积增大。

为了满足变频器实现四象限运行的要求，将制动的电能有效回馈电网，利用能量回馈单元实现变频器的四象限运行时，能量回馈过程主要由整流、回馈逆变和输出滤波3部分组成。回馈逆变部分是整个回馈过程的核心部分，输出电压相位与电网电压相位一致。由于回馈逆变单元输出的是调制波，需增加输出滤波部分，存在结构复杂，谐波对电网污染较严重，且功率因数较低，对变频器运行缺少优化和保护功能等问题，制约了该结构的应用。

综上所述，在提升机控制系统中采用通用变频器实现调速时，共同存在功率因数低、谐波污染严重、动态响应慢及结构复杂等问题难以解决。随着双PWM变频器的出现可以很好地解决以上问题。

（2）控制器的发展

自动控制系统的控制器主要有DSP、工控机和PLC等，其中DSP具有强大的数字信号处理功能，广泛应用于数字电源、数字电机及通信控制中；工控机广泛应用于交流变频装置中的提升工艺过程控制，利用控制总线将控制、监视、基准值预测以及模拟控制等组合在一起，组成静止变流器的传动控制，利用计算机调节速度及其它变量。PLC是在继电器控制系统基础上发展起来的先进自动控制装置，使控制系统性能更加稳定，功能特别强大。

⑶变频调速控制方式

变频调速中的主要部件是变频器，目前变频器经常使用的控制方式有：V/f控制、转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制。

①V/f控制：当变频器的输出频率改变时电压也改变，V/f为常数，实现较宽范围的调速，保证电动机的转矩及功率因数不降低。这种控制方式具有成本低、结构简单等优点，但V/f控制是一种开环控制方式，具有动态特性较差、调整控制参数麻烦、当低速运行时动态响应慢等缺点，多用于变频调速性能要求不高的场合。

②转差频率控制：通过对电机转速的检测，组成转速闭环，速度调节器输出转差频率，然后以电

动机速度对应的频率与转差之和作为变频器的给定输出频率。这种控制方式具有调速精度高、范围大、系统稳定等优点，但其快速性差，不能适应矿井提升机系统对快速性的要求。

③矢量控制：控制策略的基本点是分解定子电流，使之成为转矩和磁场两个分量，也就是把交流电机等效为直流电机来进行控制，获得和直流电机相媲美的控制特性。

3 存在主要问题

（1）由于提升载荷的频繁变化，一般情况下调速方式不能自动适应系统变化的要求；

（2）使用传统变频器实现调速，动态响应速度慢，不利于提升机快速实现四象限运行的切换，且造成对电网谐波污染；

（3）传统的变频调速系统能量利用效率和系统的可靠性较低；

（4）提升机控制系统内部传输信号质量差，故障率高，难以实现全自动运行；

（5）在提升机作为能量回馈过程中，产生大量的低次谐波，影响逆变的正常工作，对电网造成污染。

4 小结

本文介绍了国内外提升机发展和研究现状，主要分为直流和交流调速系统进行介绍，重点论述认交流调速系统的结构和特点，阐述了控制器的发展和变频调速的四种控制方式，最后分析了当今国内矿井提升机的控制系统存在的主要问题。

参考文献

[1]杨德东.煤矿固定机械及运输设备.长春：吉林大学出版社，2013.06.

矿井提升机篇8

义煤丰源煤业当前使用的矿井提升机之中，超过一半的是通过异步电动机转子串电阻调速方式运行，关于电控系统，主要存在传统的TKD系统以及2011年升级的工业控制机控制，同时还涉及PLC系统。经过升级优化之后的电控系统有了明显的改观，其先进性与安全性能等均有了非常明显的提升，然而，其依旧通过转子串电阻的方式来进行调速，具有一系列的不足之处，例如消耗电能相对较高，工作效率相对较低，同时，其调速不平滑。该矿新建井2m矿井提升机的电控系统在选型过程中兼顾到现场的具体工况，另外，还分析了可靠性、安全性、节约能源等诸多方面，对各种调速方式进行了细致的比较分析，通过仔细深入的研究发现，相对比来说，变频调速具有非常良好的优势。除此之外，该矿购置了某企业制造的高压变频器(GBP－H系列)，具有相对较大的功率。

2高压变频器的主要特点分析

高压变频器使用了较为高级的矢量控制技术、功率单元串联叠波技术等相关技术手段，同时还引入了较为新颖的界面(通过中文就能够进行操作)，具有诸多方面的优点，具有非常优越的性能，非常便于操作，还具有相对较高的可靠性，除了这些外，其低速运行转矩大，实现了四象限运行，能够非常迅速地做出响应，不仅如此，该变频器还具有良好的电源输入、输出性能，其用户界面非常友好，且具有相对较高的效率与可靠性。

3变频器的基本原理分析

3．1主电路

该变频器通过交－直－交直接高压方式，IGBT是其主电路开关。但该原件的耐压存在一定的限制，所以，其不能直接逆变输出6kV，另外，其均压难度大、开关频率高，正是这些原因，使其不能实现直接串联。具体来讲，对于变频器而言，其通过功率单元串联，叠波升压，很好地发挥了其先进技术，正是这方面的原因，其可靠性非常高。在这里，提供电源给功率单元的变压器，其副边绕组间存在一定相位差，使其将多数谐波电流消除，因而，输入电流的总谐波含量相对较小，明显比国标低(国标为5%)，同时，其输入功率因数还可以保持在1附近。除上述外还有，其输出通过把若干三相输入、单相输出的低压功率单元串联叠波而获得。

3．2功率单元

通过上面的图形我们可以得知，R、S、T输入电源端与二次线圈的三相低压输出进行连接，三相二极管全波整流为直流环节电容充电，其电压供单相H形桥式逆变电路使用。就功率单元来讲，其主要是利用光纤来实现对信号的接收，通过PWM方式，来控制Q1～Q4IGBT，然后输出单相脉宽调制波形。此时需要注意的一个问题是，各单元只有3种输出电压状态，具体如下所示:在导通Q1与Q4的时候，L1与L2的输出电压状态是1，而在导通Q2与Q3的时候，上述两者的状态是－1，在导通Q2与Q4或Q1与Q3的时候，它们的状态是0。而功率单元有源逆变能量回馈作用，电机处于制动状态下，当电容器上的直流电压达到既定条件时，电源发生有源逆变，就会发生能量转换，具体来说，即把电机与它的负载的机械能变成电能，然后反馈给电网。

3．3控制系统

其包括控制器，IO板与人机界面三部分内容。其中，对于控制器来说，其主要包括电源板、主控板以及信号板各1块，还包括光纤板3块。对于光纤板来说，其主要是利用功率单元和光纤来实现信号的传递，各个光纤板能够对以上的全部单元进行控制。其负责将工作模式或脉宽调制(PWM)信号发给单元，具有周期性。单元主要是利用光纤来实现其触发指令与状态信号的接收，同时，当发生故障的时候还会将相应的信号发给光纤板。对于信号板来说，其主要是负责对输出电压等诸多方面的信号进行采集，把模拟信号隔离、滤波和量程转换。转换后的信号主要是用来实现对变频器的保护与控制，此外还将其提供给主控板数据采集。对主控板来说，其通过高速单片机，来实现对电机的控制，通过正弦波空间矢量方式形成脉宽调制的三相电压指令。利用RS232通讯口来实现信息交换，提供变频器的状态参数，并接受人机界面主控板的参数设置。对人机界面来说，其主要是将界面(全中文操作，非常友好)提供给用户，主要是用来实现数据处理以及和外界的通讯，能够通过上位监控的方式完成对变频器的网络化控制。利用IO接口板与主控板通讯获得的信息，将各种运行参数计算出来，例如功率、电流等，同时完成对电机的保护。主要是利用RS232与RS485通讯口来分别实现和主控板、IO接口板的相连，对变频器的实时状况进行监控。

3．4优良的保护功能

第一，主要有四种速度保护，具体来说，包括减速段过速，等速段超速，接近井口2m/s限速，速度监视保护。第二，主要有四种行程保护:外部过卷，程序内过卷，轴编码器损坏，反转保护。第三，主要有五种系统保护:松绳保护，闸瓦磨损，油欠压等。除此之外，还具有八种附加保护，整体上包括主令零位，工作闸零位等。因此，可以看出，这一个系统具有非常好的保护功能。

4结语

高压变频技术逐渐引入到矿井之中，尤其是在矿井提升机之中，其应用显得愈发广泛，同时充当的角色也越来越重要。尽管高压变频技术需要投入相对较高的经费，然而，利用三至四年的时间，其通过节约电能带来的效率就能够抵消所需的成本，另外，其在很大程度上改善了煤矿的生产环境条件，降低了工人的劳动强度。到目前为止，该公司仍然存在一般的矿井未引入变频调速技术，所以，该矿的发展以及节能潜力非常大。