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矿井提升机电控系统设计
作者：王维
来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第05期
摘要：提升机电控系统能够平稳运行直接关系到提升机的提升运输效果。文中在对常用
的交流变频调速、直流可逆变调速方式进行对比分析基础上，根据矿井实际，选择直流可逆变调速方式对提升机电控系统进行设计。并具体阐述了电控系统的结构组成以及运行特点。设计的电控系统现场较为稳定，控制效果較好，能够确保提升机安全、平稳、高效运行。
关键词：提升机；电控系统；矿井运输
随着煤炭开采的技术的不断提升，对矿用提升机的有了更高的要求，特别是提升机的电控系统，对保证提升效率以及提升安全具有重要的影响[1-2]。良好的提升机电控系统可以在故障发生前就做出预警，并自动制动，降低提升机故障给矿井安全生产带来的不利影响[3]。提高
提升机电控系统稳定性对促进矿井的生产具有明显的现实意义[4-5]。以山西某矿提升机为研究对象，采用直流可逆调速系统对提升机运行进行控制，现场实践取得较好应用效果。
1 概述
山西某矿设计生产能力为300万t/a，采用立井开拓方式。主井作为主要的运输通道，深
度为250m，采用的提升机型号为JKMD3.5X4，功率为2240kW。提升机正常工作时，电机的转速在45r/min。提升机的提升速度为3.5m/s。
2 常用电控系统分析
现阶段，我国矿用提升机电控系统常用的技术方法为交流变频调速以及直流可逆变调速方式，具体需要根据现场实际情况进行选择。上述两种方式均可以强化操作人员对提升机的控制，提高设备的安全性及稳定性。
2.1 交流变频调速
在对驱动电机输出功率在600kW～2000kW时，常用的电控系统方式为交流变频调速。在进行方案设计时一般会采用高压变频器，通过异步电机对提升机运行、调速进行控制。主要的设备有变频调速柜（变频器、驱动电机转子以及变频单元等构成），操控台（信号输入及输出单元、操控单元等构成）。该种操控方式操作过程以及设备组成都较为简单。
通过上述公式可以看出，主需要改变输入电流的频率F就可以改变驱动电机的运转速度N。因此，只需要通过主控制台向变频柜发出模拟量信号以及开关量信号，改变控制柜内变频器输出的电源频率，就可以实现对提升机运行速度调整的目的。变频器通常采用的变频技术为
基于 PLC 的矿井提升机控制系统设计
2010-2-9 20:25:00 来源：
1 引言目前，我国绝大部分矿井提升机（超过 70% ）采用传统的交流提升机电控系统（tkd-a 为代 表）。tkd 控制系统是由继电器逻辑电路、大型空气接触器、测速发电机等组成的有触点控制系统。经 过多年的发展，tkd-a 系列提升机电控系统虽然已经形成了自己的特点，然而其不足之处也显而易见， 它的电气线路过于复杂化，系统中间继电器、电气接点、电气联线多，造成提升机因电气故障停车事 故不断发生。采用 plc 技术的新型电控系统都已较成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经 验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。2 总体设计方案基于 plc 技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图 1 所示，要由以下 5 部分组成：高压主电路 （包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源）、主控 plc 电路、提升行程检测与显示电路、提 升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。
图 1 矿井交流提升机电控系统 框图 工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推 离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向）极端位置，主控 plc 通 过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接入全部转子电阻启 动，然后依次切除 8 段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转 编码器跟随主电动机转动，输出 2 列 a/b 相脉冲，分别接到主控 plc 的高速计数器 hsc0 的 a/b 相脉冲输 入端，由主控 plc 根据 a/b 脉冲的相位关系，自动确定 hsc0 的加、减计数方式。根据 hsc0 的计数值，就 可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的 a 相脉冲，主控 plc 进行加计数。根据 hsc1 在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。 3 硬件设计 3.1 提升机主回路部分设计主回路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和 调节转速。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动 电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头（1jc～8jc）和装在司机操作台上的 指示电流表和电压表等组成。系统原理图如图 2 所示。
1、把电控箱通上电源，把操作旋钮打到手动位置；点动启动电机，观察电机旋向是否正确。（从风叶方向看为顺时针旋转） 2、弄清手动换向阀的三个位置：（1）拉向压力表端为松绳；（2）中位不通；（3）推向蓄能器端为紧绳。 3、压力调整，手动开动油泵，把手动换向阀手柄打在中间位置，把两个溢流阀的手柄都松开，手动按下电磁阀按钮通电，把手动换向阀打到张紧位置，缓慢调整系统溢流阀（在阀块上面），观察压力表指示针（黑色针），超过压力上限（红色针）一个格为宜，停止油泵后再重新启动油泵，缓慢调节工作压力溢流阀（侧面），等压力超过上限一格后停止，把两个溢流阀的调节螺栓锁紧，手动调整完成，把控制箱的操作旋钮打到自动位置启动完成即可。正常工作时，手动阀手柄必须打到张紧位置。 4、液压油缸的活塞杆伸出600～1000mm即可，不能太长，也不能太短，油压压力在9～12MPa之间，也可根据现场情况确定：（1）回柱绞车不能将油缸完全拉出，也不要让油缸完全缩回去；（2）皮带带载运行时不打滑即可。 5、收带时操作，机架托辊拆完后，皮带机开动，移动机尾，回柱绞车紧绳，紧绳时注意观察、听绞车电机是否有异响。如皮带机不开动，先移动机尾，让皮带完全松开，再紧拉紧绞车，预紧完成后再开动皮带机，开动回柱绞车，完成张紧。
提升机保护探讨 交流提升机可编程电控系统保护装置设置标准探讨 矿井提升电控系统是一个典型而复杂的控制和系统。在这里面，可编程序控制器的作用可以说是表现得淋漓尽致，当前，焦作华飞、中矿传动、洛阳矿机、天津民意等生产提升机电迭系统为著称的厂家无不以可编程控制器为控制核心。笔者曾多次跟随集团公司外出检查，常听说因可编程电控系统保护装置问题出现这样或那样的问题，甚至发生了提升事故，可以说，提升机可编程电控系统保护装置设置因厂家而异，有很大的随意性，国家也无相关的标准设计规范。因此，笔者说交流提升机可编程电控保护装置的设置作以下控讨。 1.交流提升机可编程电控系统的组成原则 按照原煤炭部西安会议精神要求，利用可编程控制器为控制核心的提升机电控系统应设置为双线制。笔者认为，电控系统具备两台可编程控制器不能就单纯地称双线制，提升机可编程电控系统应符合以下组成原则： （1） 组成双线制的两部可编程序控制器应相互补充、互相独立、互为备用。即正常时两台可编程器并列运行，其中一台可编程控制器故障时，另一部可编程控制器能够独立运行，完成提升任务。两台可编程控制器各有一套输出接口，能够相互切换。但是，两台可编程控制器有两套安全回路接点串联，单台运行时，另一台的安全回路自
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 焦作华飞提升机电控系统 的安全保护 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-5165-11 焦作华飞提升机电控系统的安全保 护 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 矿井提升机承担矿物提升、人员上下、材料运输等重大任务，它是整个矿井的枢纽，矿井提升电控是提升机的控制中心，控制系统的性能直接影响提升效率和安全，它是一个典型而复杂的控制系统。焦作华飞生产提升机电控系统著称，在这里面，可编程序控制器的作用可以说是表现得淋漓尽致，我们以可编程控制器为控制核心，建立安全回路双线制保护系统，在运行过程中有极高的可靠性和安全性。下面就安全保护的实现做简单的介绍： （1)高压断路器联锁保护高压断路器联锁保护为电源馈电柜过负荷和低电压保护的联锁，断路器常开点直接串联于安全回路，电源跳闸时动作于外部安全回路。高压换向柜门闭锁开关及紧急制动保护为防止
矿井提升机课程设计 绪论 1.1 矿井提升机简介 矿井提升机 (mine winder；mine hoist) 是安装在地面，借助于钢丝绳带动提升容器沿井筒或斜坡道运行的提升机械。分“缠绕式提升机(mine drum winder)”和“摩擦式提升机(mine friction winder)”。它用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成输送物料和人员的任务。矿井提升机是由原始的提水工具逐步发展演变而来。现代的矿井提升机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。 1.2 矿井提升机的任务及其组成矿井提升机的任务: (1) 提升有用矿物，矿石、煤炭。 (2) 提升井下生产过程中产生的矸石、煤泥。 (3) 升降人员、运送设备和下放物料。 矿井提升设备的主要组成部分有：提升钢丝绳、平衡钢丝绳、提升容器、井架、天轮、井筒设备（包括罐道、罐梁）等组成。一般的矿井提升机都有两个提升容器，并且两个提升容器在矿井中做方向相反的直线运动，即一个提升容器以一定的速度上升时另一个提升容器以相同的速度下降。 1.3 矿井提升机的特点 (1) 安全性 所谓安全性就是不能发生安全事故。由于矿井提升设备在矿山生产中所占的地位十分重要,其运转的安全性,不仅直接影响整个矿井的生产,而且还涉及人员的生命安全。因此全国都对矿井提升设备提出了极严格的要求,在我国这些规定包括在?煤矿安全规程?中。 (2) 可靠性 所谓可靠性,是指能够可靠的连续长期运转而不需在短期内检修。矿井提升设备所担负的任务十分艰巨,不仅每年要把数十万吨到数百万吨的煤炭和矿石从井下提升到地面,而且还要完成其他辅助工作。 (3) 经济性 矿井提升设备是矿山大型设备之一,功率大,耗电多,大型矿井提升机的功率超过1000KW。因此矿井提升机的造价及其运转费用,也就成为影响矿井生产技术经济指标的重要因素之一。 1.4 矿井提升机的工作原理 缠绕式提升机是利用钢丝绳在滚筒上的缠绕和放出，实现容器的提升和下放。当滚筒由电动机拖动以不同的方向转动时，钢丝绳或在滚筒上缠绕或放出，以带动提升容器。缠绕式双卷筒提升机具有两个卷筒，每个卷筒上固定一根钢丝绳，钢丝绳在两卷筒上的缠绕方向相反。摩擦式提升机的工作原理是利用摩擦传递动力。钢丝绳搭放在摩擦轮的摩擦衬垫上，提升容器悬挂在钢丝绳的两端，在容器底部还悬挂平衡钢丝绳。提升机工
矿井提升机电控系统原理设计 摘要 我国矿井提升机大多是采用交流异步电机拖动，其电气控制系统采用转子串、切电阻调速，由继电器-接触器构成逻辑控制装置。本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，以可靠性原则为依据，对矿井交流提升机电控系统进行研究设计，由可编程控制器(PLC)代替继电器-接触器构成的逻辑控制装置。其中简单介绍了国内外矿井提升机发展概况，提升机机械结构、工作原理，分析了其技术经济性。对于PLC的控制原理及应用做了一般性的介绍。详述了提升机电控系统和调速原理，如：测速部分和保护部分。本文以TKD-NT 单绳缠绕式矿井提升机为例，提出了研究设计方案，并且在实践中成功实施。PLC电控系统实现了对提升过程的程序控制，精度高；实现了速度、电流以及矢量的数字交换等，对提升机进行闭环调节；实现行程、速度等重要参数及提升状态的监视；实现无触点控制，寿命长，可靠性大大提高，具有良好的控制监视系统；实现了显示、记录等有关数据的全部自动化。 关键词：矿井交流提升机，PLC，调速，电控技术研究
THE DESIGN OF ELECTRIC CONTROL SYSTEM BASED ON MINE ELEVATOR ABSTRACT In China, mine elevator whose electric control system uses speed regulation by means of stringing and slicing the rotor resistance, and it constitutes the logic control device by the relay and contactor adopting the means of the drive of AC asynchronous motor in most cases. This paper which studies and designs the electric control system of AC mine elevator, adopting PLC which takes the place of the logic control device constituted by the relay and contactor takes the security, reliability, high efficiency, economy as a starting point, and takes the reliability principle as the basis. There into, this paper gives a brief introduction on the development of mine elevator in home and abroad, its framework and theory, while doing some economic study. Then, it introduces the theory and application of PLC simply. On the side, it goes into particulars about electric control system, for example, speed measurement and safeguard. This paper sets TKD-NT elevator for an example, proposes the research and design plan which puts in practice successfully. The electric control system based on PLC has carried out the procedure control of hoist process and high accuracy, closed-cycle control of mine elevator through speed, electric current as well as digital switching of vector and so on, the monitor of important parameters such as the distance of travel, speed, the state of hoist. In addition, the system also has carried out contact less control, long life-span, reliability greatly improved, good control supervisory system and completely automation of relevant data’s demonstration, recording and so on. KEY WORDS: AC mine elevator, PLC, speed regulation, electric control
变电所设计课程设计
《矿山电工学》 课程设计说明书 设计题目: 35/6kv变电所设计 助学院校: 河南理工大学 自考助学专业: 机电设备与管理 姓名: 聂梦栩 自考助学学号: 040213200192 成绩: 指导教师签名: 河南理工大学成人高等教育 2O14 年 10 月 31 日
目录 摘要 ..................................................................................................................... I 第一章负荷计算与功率因数补偿 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 计算各组负荷与填表 (4) 1.3 各低压变压器的选择与损耗计算 (6) 1.3.1 机修厂、工人村与支农变压器 (6) 1.3.2 地面低压动力变压器 (6) 1.3.3 洗煤厂变压器 (6) 1.3.4 各变压器功率损耗计算 (6) 1.4 计算6kV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器 (7) 1.5 功率因数补偿与电容器柜选择 (8) 1.5.1 选择思路 (8) 1.5.2 无补偿时主变压器的损耗计算 (8) 1.5.3 35kV侧补偿前的负荷与功率因数 (9) 1.5.4 计算选择电容器柜与实际补偿容量 (9) 1.5.5 补偿后6kV侧的计算负荷与功率因数 (10) 1.5.6 补偿后主变压器最大损耗计算 (10) 1.5.7 补偿后35kV侧的计算负荷与功率因数校验 (10) 1.6 主变压器校验及经济运行方案 (11) 1.7 全矿电耗与吨煤电耗计算 (11) 1.8 拟定绘制矿井地面供电系统一次接线图 (12) 第二章供电系统短路电流计算 (14) 2.1 概述 (14) 2.2 选取短路计算点并绘制等效计算图 (15) 2.3 计算各元件的标么电抗 (16) 2.3.1 电源的电抗 (16) 2.3.2 变压器电抗 (16) 2.3.3 线路电抗 (17) 2.4 计算各短路点的短路参数 (17) 2.4.1 K35点短路电流计算 (18)
提升机电控系统 一、提升机控制系统组成 本系统装置适用于煤矿等行业的提升机控制。对现在沿用的TKD系统进行技术改造或控制设备更新尤为适用。 （1）使用范围 ①环境温度-5℃－+40℃ ②相对湿度不超过90％（+20℃） ③其周围环境空气中没有导电尘埃和绝缘材料的气体和微粒，无爆炸性气体和煤尘； ④没有剧烈振动、冲击的场所 ⑤没有高温、结霜、雨淋的场所 二、矿井提升机控制系统的功能 （1）手动和半自动功能 系统有手动和半自动两种运行功能，在半自动状态下，提升机的启动由主令手动给定速度，等运行到变坡点后通过司机按半自动运行按钮实现半自动运行，半自动运行时等速、减速及停车按预先设定的速度图运行；在手动状态下，提升机在操作司机的控制下运行。 （2）半自动验绳、半自动检修运行功能、应急开车方式 验绳时提升机的速度由PLC数字输出给变频器一个恒速(0.37m/s)运行命令，设备的起停和方向由司机操纵主令手柄控制。 半自动检修运行时，提升机的速度由PLC数字输出给变频器一个恒速(0.37m/s)运行命令，设备的起停和方向由司机操纵主令手柄控制。 应急开车只用在有一套PLC系统发生故障时运行。此时系统完全由一台PLC控制且各种保护具备，绞车能在限定的速度(0.37m/s)下由司机手动完成本次提升。 （3）测速及容器位置指示 安装在提升机上的两个轴编码器输出的数字脉冲与主电动机的转速成正比，一个用于提升机速度和行程的显示，另一个用于速度保护，两个轴编码器相互监测，如果一个失效，将切换到另一个进行提升机速度和行程的显示和速度保护。 （4）保护及联锁功能 ①首次上电或故障时安全继电器断电后，只有提升机在主令零位紧闸位才能再次接通安全继电器，当有故障时安全继电器断电后，配合液压站安全阀使提升机实现一级或二级制动；，工作闸继电器及制动油泵等控制回路断电，使制动油压降为零。 ②任何情况下，只有提升机在主令零位紧闸位才能接收到开车信号，只有当司机接到开车信号后，才能起动提升机使其运行。 ③当提升过程中发生润滑油压力过高、过低，润滑油温高、液压站油温高时、上位机和操作台上均有相应的一次提升故障信息显示，点亮相应信号灯，告知司机可以完成本次提升工作。当故障解除后才允许司机进行下一次提升工作。 ④当提升机因发生故障在中途停车，工控机上有相应的故障信息显示，排除故障后允许司机选择方向开车。 ⑤全矿停电时，由PLC保证提升机能实现二级制动，并作好提升机的后备保护。
学士学位论文 矿井提升机直流电控系统设计 作者姓名：董佩 导师姓名：张开如 专业名称：自动化 所在学院：信息与电气工程学院 山东科技大学 2009年6月
摘要 矿井直流提升机电控系统由直流电动机、卷筒、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操作系统等组成。与传统提升机电控系统相比，该系统具有单机容量大、体积小、重量轻、起动平滑性好、调速范围宽、精度高和安全可靠性高等优点。本文主要介绍该系统的硬件电路设计、保护电路的设计和系统的工作原理。 根据课题的设计要求，本系统从主电路结构的选择和计算、控制方案的选择、保护电路的设计和系统的动静态特性的分析计算等方面出发，进行矿井直流提升机电控系统的设计。该系统能完成对矿井直流提升机的起动、加速运行、匀速运行、减速运行和回馈制动的控制，并且可以实现提升机的四象限运行。 关键词：提升机电控系统磁场可逆逻辑无环流
ABSTRACT The mine DC hoist electric control system consists of the DC motor, drum, brake system, in-depth instruction systems, gun systems and operating systems and so on. With the traditional mechanical and electrical control system upgrade; this system has a single large capacity, small size, light weight, a good smooth start-up feature, high precision and high security and reliability. This paper describes hardware circuit design, protection circuit design and the working principle of the system. In accordance with the design requirements of the subject, the design of the mine DC hoist electric control system is from the choice and calculation of the main circuit of the system, the choice of the control program, the design of the protection system and system analysis and calculation of static and dynamic characteristics. The system is able to complete the start, the running of speed up, uniform running, deceleration running and feedback control, furthermore it can run in the four quadrants. Key words：Hoist The electric control system Reversible magnetic field The logic of non-circulation
（如果确实搜集不到资料,可参考这个课程设计,但必须按自己地学号计算,完全照抄不及格）（只有封面可以打印,按这个格式,填上班级、后再打印,其它必须手写） 山西煤炭职工联合大学 课程设计 （说明书） 题目：号煤层十三采区设计水平15二矿390 专业班级：2010（业余） 学生姓名： 指导教师：张世登 二○一一年十二月三十日 目录
第一章矿井简况与采区地质特征2 第一节矿井简况2 第二节采区地质特征5 第二章采区储量、生产能力及服务年限7 第一节采区储量7 第二节采区生产能力及服务年限7 第三章采煤方法及采区巷道布置9 第一节采煤方法地选择9 第二节采区巷道布置9 第四章回采工艺设计13 第一节回采工艺过程13 第二节循环工作组织15 参考文献18 致谢19 第一章矿井简况与采区地质特征 第一节矿井简况 一、井田位置与境界 二矿井田位于阳泉矿区东南部,东距阳泉市约5km,其地理坐标为东经113°25′17″～113°33′07″,北纬37°46′44″～37°52′19″. 井田东部为大阳泉井田,西部为西上庄井田,南部与五矿井田相邻,北
部以石太铁路为界,隔桃河与三矿、四矿相望,井田走向长约8km,倾向长约7.8km,2. 62.4186km面积为二、矿井生产能力与服务年限 矿井设计按年工作日按300d计算,每天净提升时间14h,确定二矿设计生产能力为4.35Mt/a. 2005年山西省煤炭工业局以晋煤规发[2005]256号文下发《关于2005年省属煤炭集团公司及地方国有煤炭企业部分生产矿井生产能力核定地批复》,批准国阳二矿地核定能力为7.2Mt/a. 根据2005年底储量估算结果：保有地质储量821.54 Mt,期末可采储量473.91 Mt.按设计生产能力4.35Mt/a,可采储量473.684Mt,取储量备用系数１.4,矿井服务年限为78年.按核定生产能力7.2Mt/a,储量备用系数采用1.4,矿井服务年限为47a. 三、矿井开拓部署 在井田地北部建立工业广场,采用主斜井-副立井-石门大巷开拓方式.现分别为：,个14使用主要井筒． 主斜井（2个）：东、西主斜井分别装备钢绳芯胶带提升机、钢丝绳牵引胶带输送机,担负矿井主提升任务； 副立井（2个）：装备落地式多绳磨擦轮提升机,担负矿井辅助提升任务；材料斜井（1个）：任液压支架等大型材料地提升任务； 专用进风井（4个）：桑掌进风井、南山进风井、龙门进风井、1#进风井； 回风井5个：南山回风立井、桑掌回风立井、大南沟回风井(由一号
隔爆兼本安型全数字矿井提升机 变频调速电控系统 技术培训 一、目录 ?系统概述 ?系统组成 ?变频调速系统 ?PLC控制系统 ?提升信号系统 一、系统概述 1 ,变频绞车 煤矿井下斜井绞车，以前主要是以交流异步电机转子串电阻调速绞车 (电气拖动）,液压绞车(液压拖动)等几种方式为主，但这些设备在安全可 靠性、调速、节能、操作、维护等方面都不同程度的存在缺陷。 串电阻调速主要缺陷有: 1),属于有级调速, 开环运行,因而调速精度低,特别是在出现负力提升 时,要由司机判断速度来人为投入低频或动力制动装置,因而很不安全。 2),转子串入附加电阻后，电机机械特性很软，低速运行时负载稍有变 化转速波动很大。 3),电机低速运行时效率很低，电动机电磁功率中的转差功率全部转化 为转子回路中的铜耗以发热的形式消耗掉，浪费了大量的电能。 4),由于电机转子回路串有大量金属电阻,在运行中电阻散发出大量热 量，造成电阻箱变形失爆。 5),安装大量的金属电阻,大大增加了电控峒室的面积,也大大增加了峒 室的开拓费用。 液压绞车在一定程度上解决了串电阻调速的缺点,但是在使用过程中,发现液压绞车易漏油,噪声大,传动效率低,维修工作量大,液压马达故障率高等问题,这些问题都造成系统后期的运行费用很高,因而液压绞车并不是煤矿安全生产的最佳产品。 防爆变频绞车的问世,使矿井提升机的装备水平发生了质的变化。目前变频绞车已成为市场的主导产品，其主要特点如下： 1),结构紧凑、体积小、移动方便、用于矿山井下可节省大量开拓费用。 2),安全防爆,适用于煤矿井下等含有煤尘，瓦斯或其它易燃易爆气体的场所。 3),变频绞车是以全数字变频调速为基础,以矢量控制技术为核心，使异步电机的调速性能可以与直流电机相媲美。表现在低频转矩大、调速平滑、调速范围广、精度高、节能明显等。 4),采用双PLC控制系统,使斜井绞车的控制性能和安全性能更加完善。 5),操作简单、运行安全稳定、故障率低、基本免维护 2 ,用途及适用范围 变频绞车电控系统,适用于交流异步电动机(绕线型或鼠笼型)驱动的单滚筒或双滚筒缠绕式绞车。既可以与新安装的绞车配套使用,也适合于对老绞车电控系统的技术改造。 变频绞车电控设备适用于以下场所： 1),海拔高度不超过1000米,如超过这个海拔高度,元器件在功率、容量方面应按海拔高度的增加,适当降容使用。
矿用提升机电控装置通用安全要求 （试行） 1 产品名称型号 名称：提升机电控装置 型号：ZTK□ Z－装置类，T－提升，K－电控、□－产品设计序号，如（A）、（B）等。 2 主要技术指标 应包括以下技术指标： 电控箱额定输入电流、额定输入电压； 3 基本组成 矿用提升机电控装置一般由矿用可编程控制箱、操作台、显示屏、速度传感器、行程开关、压力传感器等组成。产品企业标准中应列出各组成部件的名称、型号。 4 主要安全技术要求 4.1 基本要求 4.1.1 装置的控制核心应包含两套PLC系统和两套测速装置。其中一套PLC系统及测速装置用来完成提升机的主控功能，另一套用来完成提升机的监控功能。两套PLC系统通过实时数据交换，完成相互监控。两套PLC的开关量输入端口不少于38个。开关量输出端口应根据矿用操作台显示方式的不同分别加以规定，但不应少于20个。模拟量输入通道数不少于5路，模拟量输出通道数不少于5路。 4.1.2 装置中的“安全回路”应采用硬软件冗余设计和“双线制”设计。硬软件“安全回路”应相互闭锁，同时动作。重大故障如过卷、超速、限速、减速等应采用多
4.1.3 装置除应具备正常操作功能外，还应具备检修控制方式。装置应能对提升机安全保护功能进行模拟测试。 4.1.4 装置应能具备提升机的行程监控（行程保护、位置控制）和速度监控（速度保护和速度控制）功能。应具备测速装置之间的相互监控。 4.1.5 装置应具备《煤矿安全规程》规定提升机系统必须具备的各种保护功能。 4.1.6 装置应能对调速系统实行速度控制与故障监控。 4.1.7 装置应能实现与提升机信号系统之间的相互闭锁。 4.1.8 装置应能满足提升机制动系统中工作闸与安全闸的控制与保护要求。 4.1.9 装置应具备直接对提升机辅助设备如制动油泵、润滑油泵、主电机风机等的控制功能，同时宜具有对这些设备的供电、保护功能。 4.1.10 装置应具备与前级馈电开关的闭锁功能。 4.1.11 装置应具有完备的显示功能。如对提升机的行程、速度、电机电流、电机温度、工作闸电流、制动油压及各种故障与运行状态进行显示，还应具有故障记忆功能及提升机速度、电流趋势图显示功能。 4.2 电气联锁 产品标准中应保证产品能全面地保护提升机安全运行。 4.2.1 手柄零位与安全回路联锁：只有制动手柄和主令手柄都在零位时，安全回路才能复位； 4.2.2 允许开车信号与提升机开车回路联锁：不发“允许开车”信号，提升机不能启动； 4.2.3 信号系统紧急停车与安全回路联锁：信号系统按下紧急停车按钮后，提升机应实施安全制动； 4.2.4 液压站故障与提升机开车回路联锁：液压站出现过温等故障时，应有报警显示，完成本次提升后，自动锁定； 4.2.5 润滑站故障与提升机开车回路联锁：润滑站过压、欠压或过温时，应有报警显示，完成本次提升后，自动锁定； 4.2.6 主电机等设备过温时，应有报警显示，完成本次提升后，自动锁定； 4.2.7 制动闸间隙超标时，应有声光报警显示,完成本次提升后，自动锁定；4.2.8 过卷方向与开车方向闭锁：提升容器过卷时，提升机只能向过卷的反方向
矿井运输提升课程设计 前言 一、课程设计目的、任务及基本要求 课程设计是继矿井提升运输课程后进行的一门设计实践性课程，理论与实践紧密结合，培养学生机械基本和综合设计能力以及提高创新设计能力。 基本要求是： 1．培养学生综合运用所学基础课和专业基础课的基本知识和理论，能根据煤矿生产的需要和技术发展，选择和论证技术方案，设计完成矿井运输系统和矿井提升设备的选型设计； 2．巩固、深化和扩大学生所学的基础理论、基本知识，加强理论与实践的结合；3．学习工程设计中技术方案的论证和选择的思想方法； 4．学习矿井运输系统的设计与提升系统设计中的有关技术规范和安全规程； 5．培养学生独立思维和思考的能力。 二、课程设计题目： 1.工作面刮板输送机的选型设计； 2.带式输送机的选型设计； 3.主井缠绕式提升机选型设计； 4.副井落地式摩擦提升机选型设计。 三、课程设计内容 1．工作面刮板输送机的选型设计 已知某综采工作面运煤，运输生产能力Q=450t/h，煤的松散容重γ=0.85t/m3，采煤机的生产能力Q0=450t/h，牵引速度v0=4.2m/min，工作面长度L=200m，煤层倾角β=9?，试选择合适的工作面刮板输送机。 2．带式输送机的选型设计
某上运带式输送机，输送机的传动装置布置在输送机上方，处于发电运行状态，已知其输送量Q=800t/h，输送机长度L=1000m，倾角β=10°，散煤容重γ=950kg/m3,最大块度a=150mm,试选择合适的带式输送机。 3．主井缠绕式提升机选型设计 某矿井为单绳缠绕提升系统，年产量A n =55万t，年工作日b r =320d/a,每天工作时间 t s =14h,该矿在整个服务年限内前后期分两个水平开采。第一水平井深H S1 =232m，第 二水平井深H2s=370m,主井装载高度H z=18m，卸载高度H x=17m。散煤容重γ=1000 kg/m3。原装备一台2JK-3/11.5型缠绕式提升机，采用了名义载重为4t的箕斗，原井架高度H j=31m。现拟再开采第二水平时，按年产量A n =125万吨进行技术改造。试进行主井提升设备的选型设计。 4．煤矿副井多绳摩擦式提升设备选型设计（井塔式） 某矿年产量A n =140万t，井深H s=750m；年工作日b r =330d/a，每天工作时间t s =16h, 矸石容重γ g =1400 kg/m3，辅助运输采用名义装载量为1.5t固定矿车，电机车牵引。最大班下井工人为900人。综采工作面使用液压支架需整体下运，其宽度为1.6m。根据以上条件进行副井提升设备的选型设计。 第一章工作面刮板输送机的选型设计 刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送机械;主要用于采煤工作面和采区巷道等恶劣条件下的煤炭运输。作为采区巷道用的刮板输送机是由刮板链、溜槽、机头部、机尾部等基本部件组成，当刮板输送机用于机械化采煤工作面与滚筒采煤机和输送机推移装置配套使用时，其结构组成除有以上基本部件外，根据设备配套要求和工作需要，还有铲煤板、挡煤板、机头支撑推移装置等一些其他部件。 某矿工作面刮板输送机参数确定，试选定刮板输送机型号： 1、原始数据 已知某综采工作面运煤，运输生产能力Q=450t/h，煤的松散容重γ=0.85t/m3，采 煤机的生产能力Q 0=450t/h，牵引速度v =4.2m/min，工作面长度L=200m，煤层倾角β=9? 试选择合适的工作面刮板输送机。
采矿学课程设计
目录 第一章前言 第二章采区储量与生产能力 第一节采区储量 第二节生产能力与服务年限 第三章开拓方式简介 第一节井筒 第二节大巷 第四章采区准备方式 第一节上山布置与断面 第二节采区车场与硐室 第五章采煤方法 第一节采煤系统和回采巷道布置 第二节采煤工艺 (含工作面循环作业图表) 第三节采煤工作面设备选型 第六章总结与分析
第一章前言 一、设计的目的 1、应用《采矿学》所学的知识，通过课程设计巩固和扩大所学理论知识并使之系统化。 2、培养运用所学理论知识解决实际问题的能力，提高计算、绘图、查阅资料的基本技能。 3、为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸奠定基础。 二、矿井开采条件 1、二 1 煤层 二 1 煤层位于山西组下部，矿区范围标高为-600～+300m，埋深约179～1080m。 上距砂锅窑砂岩一般为65.02m，下距L 9 石灰岩7.24m左右。煤层厚度变化较大，厚0～16.26m，平均5.74m，为薄～特厚煤层。 二 1 煤层结构较简单，含1层夹矸，夹矸厚分别为0.14～0.05m，岩性为炭质泥岩。 二 1 煤层顶底板特征： 1）顶板：二 1 煤层直接顶板以砂质泥岩为主，厚0～7.35m，平均1.93m，抗压强度58.5Mpa；老顶大占砂岩，以中粒砂岩为主，厚 1.03～28.52m，平均14.82m，抗压强度44.6～103.5Mpa、抗拉强度4.83～5.23Mpa。二1煤层顶板受滑动构造影响较大，顶板不稳定，不易管理。 2）底板：二1煤层直接底板为砂质泥岩或条带状细砂岩，平均厚7.42m；局部直接底板为粉细砂岩、炭质泥岩及泥岩，采煤过程中，泥岩易遇水膨胀发生地鼓现象。 大部分直接顶板为砂质泥岩，间接顶板为大占砂岩，以中粒砂岩为主，有时可成为直接顶板，厚1.03～28.52m，平均14.82m。大部分直接底板为砂质泥 岩或条带状细粒岩，平均7.24m；间接底板为太原组L 7～8 石灰岩。 2、煤质 （1）、物理性质 二 1煤层物理性质：二 1 煤层以粉煤为主，为黑～灰黑色，玻璃光泽，粉状、 鳞片状产出，强度很低，手捻即成为煤粉，易污手。煤层中下部常有碎粒或块状
某煤矿变频提升电控系统改造方案 一、引言 湖南某煤矿4 矿提升机系统现有主井提升电控系统均为交流绕线式电机转子串电阻调速控制系统。这种系统属于有级调速，低速转矩小，转差功率大，启动电流和换档电流冲击大，中高速运行振动大，制动不安全不可靠，对再生能量处理不力，低速运行到终点时易出现“过卷”现象，故障率高，运行效率低等缺点，矿用生产是24 小时连续作业，即使短时间的停机维修也会给生产带来很大损失。集团公司领导下决心对该提升机电控系统进行改造。 因此该煤矿提升机系统拟对原有提升控制系统进行变频改造，改造后的系统采用变频调速控制，针对此低压变频改造工程，武汉市通益电气有限公司通过对生产工艺流程、现场使用条件的充分调研和反复研讨、论证，认为采用武汉市通益电气有限公司生产的 TYCHON系列高压变频器完 全能满足要求，制定出如下技术方案，此方案具有以下特点： 优良的调速性能，可完全满足生产工艺要求； 良好的节能效果，可提高系统运行效率； 实现电机软启动，减小启动冲击，降低维护费用，延长设备使用寿命； 系统安全、可靠，确保负载连续运行； 控制方便、灵活，自动化水平高，可以灵活的扩充上位机，方便实现DCS空制； 纤小的设备体积，可以有效的缩小设备占地面积，便于集中控制。 二、对高压变频器的要求由于提升类负载对变频器有着不少特殊的要求，所以一般 普通变频器不可能直接用到提升机上。提升机对变频器要求有以下主要特点： （1）要求可靠性高； （2）要求能实现四象限运行，解决能量回馈； （3）要求有完善的数字控制功能； （4）技术指标要求高（例如启动转矩 2 倍以上，150%额定电流以下连续运行，200%额定电流 一分钟保护）； （5）要求适应恶劣的使用环境； （6）要求标准的数字通信接口； （7）运行速度曲线成S形，加减速平滑。 三、原矿山提升机调速系统简介该煤矿4矿提升机系统现有主井提升电控系统均为 交流绕线式电机转子串电阻调速控制系统。 设备存在的问题突出表现在： （1）串联电阻调速，其调速呈跳跃状有级调速，使得减速机齿轮，天轮，矿车与轨道之间，在加减速运行阶段均受到冲击力的作用，使设备易损坏，钢丝绳易疲劳，导致维修量大，检修费用增加。如2007 年年终检修中发现：一矿地面绞车减速箱三档低速齿因受巨大冲击力矩使齿轮崩裂；四矿地面绞车减速箱一档高速齿轮轴齿尖崩裂；仅此两项维修材料费用高达45 万元。 （2）串联电阻调速，使得矿车起动，调速，减速或长时间开慢车时，大部分电能白白消耗在电阻器上；当电动机在电压下降时，力矩下降，转差率增大，如发生斜井掉道时，绞车难以启动，易发生溜车事故，如处理不当极易发生人身伤亡事故。 (3)能耗高，低速时机械特性软。因为转速的降低是通过转子外接电阻消耗能量来实现的，并且转速越低，机械特性越软，消耗在电阻中的能量比例越大。
矿用提升机电控装置通用安全要求 1 产品名称型号 名称：提升机电控装置 型号：ZTK□ Z－装置类，T－提升，K－电控，□--传动系统：直流（Z）、变频（P）、交流（J）。 2 主要技术指标 应包括以下技术指标： 电控装置额定输入电流、额定输入电压；适应电机功率等。 3 适用范围及基本组成 矿用提升机电控装置适用于非防爆要求的煤矿、金属和非金属矿山场所中单绳缠绕式和多绳摩擦式矿用提升机。 矿用提升机电控装置一般由传动装置、操作台、显示屏、速度传感器、行程开关、压力传感器等组成。产品企业标准中应列出各组成部件的名称、型号。 （因为有的厂家可编程不单独装箱，可编程控制箱不做硬性规定） 4 主要安全技术要求 4.1 基本要求 4.1.1 装置的控制核心应包含两套PLC系统和两套测速装置。其中一套PLC系统及测速装置用来完成提升机的主控功能，另一套用来完成提升机的监控功能。两套PLC系统通过实时数据交换，完成相互监控。两套PLC的开关量输入端口不少于38个。开关量输出端口应根据矿用操作台显示方式的不同分别加以规定，
但不应少于20个。模拟量输入通道数不少于5路，模拟量输出通道数不少于5路。 4.1.2 装置中的“安全回路”应采用硬软件冗余设计和“双线制”设计。硬软件“安全回路”应相互闭锁，同时动作。重大故障如过卷、超速、限速、减速等应采用多重保护，并具有失电断开特性。 4.1.3 装置除应具备正常操作功能外，还应具备检修控制方式。装置应能对提升机安全保护功能进行模拟测试。 4.1.4 装置应能具备提升机的行程监控（行程保护、位置控制）和速度监控（速度保护和速度控制）功能。应具备测速装置之间的相互监控。 4.1.5 装置应具备《煤矿安全规程》规定提升机系统必须具备的各种保护功能。 4.1.6 装置应能对调速系统实行速度控制与故障监控。 4.1.7 装置应能实现与提升机信号系统之间的相互闭锁。 4.1.8 装置应能满足提升机制动系统中工作闸与安全闸的控制与保护要求。 4.1.9 装置应具备直接对提升机辅助设备如制动油泵、润滑油泵、主电机风机等的控制功能，同时宜具有对这些设备的供电、保护功能。 4.1.10 装置应具备与前级馈电开关的闭锁功能（失压保护）。 4.1.11 装置应具有完备的显示功能。如对提升机的行程、速度、电机电流、电机温度、工作闸电流、供电电源电压、制动油压及各种故障与运行状态进行显示，还应具有故障记忆功能及提升机速度、工作闸电流、电流趋势图显示等功能。 4.2 电气联锁 产品标准中应保证产品能全面地保护提升机安全运行。 4.2.1 手柄零位与安全回路联锁：只有制动手柄和主令手柄都在零位时，安全回
本科生毕业设计（论文） 题目：矿井提升机电控制系统设计 学生姓名： 系别： 专业年级： 指导教师： 2011年 6 月 20 日
摘要 煤矿矿井提升机是煤矿的重要设备，随着计算机和PLC技术的不断进步，采用先进的控制技术来改造传统矿山行业的传统控制系统，从而使矿井提升机的控制性能得到很大的改善，其控制系统的技术性能和可靠性直接影响煤矿的安全生产。本文采用PLC技术对TKD-A电控系统进行改造，保持原操作方式、按钮、开关、主令控制器作用不变，使用户使用方便，不需要适应期。同时可以利用PLC的高速计数功能、信号显示功能等来增加一些新的控制功能，系统安全性也将大大提高，运行更加平稳、准确。改造后的系统能够满足矿山生产的苛刻要求，而且投资相对较少，性价比较高，具有很强的实用价值。 关键词：矿井提升机；PLC；电控系统
ABSTRACT Mine hoist is a important equipment in mining operation，with the development of computer science and PLC technology，advanced electronic controlling technology has been applied in control system upgrading .The technical performance and reliability of the mine hoist control system directly relate to the mine production safety.The paper presents a innovative design，which integrates the PLC technology into the TKD-A system while keeps its original operation mode，buttons，switches and master controller.This will be convenient for user's operation and utilize PLC high speed counting function and signal indication function.The new design will greatly improve the system safety.The modified TKD-A system can run in a more stable and accurate condition and meet strict requirements of practical mine production.Extra investment of the new system is comparatively small.Therefore，it is a kinds of cost effective design，which deserve to be generalized. Key words: Shaft hoist ；PLC ；Electrically controlled system