邢台煤矿主井提升机电控系统的改造与应用
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矿井提升机调速控制浅谈在煤矿生产中,矿井提升机起着非常重要的作用,它是矿山生产的关键设备。
提升机电控装置的技术性能,直接影响矿山生产的效率及安全,为此我矿投入大量资金对原提升设备进行了改造。
我矿原提升设备为XKT2×3×1.5B型,减速机型号:ZHLR-150R,电动机功率为:240KW,采用TKD电控系统。
这种交流异步电机拖动,是用转子切换电阻调速,由继电器、接触器构成逻辑控制装置。
它的显著缺点是:调速性能差,调速时能量要大量消耗在电阻上,给定方式落后,控制精度低,安全保护、闭锁和监测环节不完善,安全可靠性差,维护工作量大,而且运行不经济。
由于异步电动机在低速运行时特性曲线软,在次同步状态下无法产生有效的制动力矩,因而难于准确地控制提升机的停车位置。
存在调试困难、维护量大的问题。
这种电气传动系统设备虽简单,但属于有级调速,机械特性较软。
提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差,特别在负载变动时很难实现恒加减速控制,经常会造成过放或过卷事故。
提升机频繁的启动和制动工作过程会使转子串电阻调速产生相当严重的能耗,另外转子串电阻调速控制电路复杂,接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏,影响生产效益。
还有就是操作者的人为过失和对行程监测的局限性,使得现有保护未能达到预期的效果,一旦提升机的行程失去控制,没有按照给定速度曲线运行,就会发生提升机超速、过卷事故,、车辆的损坏,影响矿井正常生产,甚至造成重大人员伤亡,给煤矿生产带来极大的经济损失。
电气控制方式在很大程度上决定了提升机能否实现平稳、安全、可靠地起制动运行,避免了严重的机械磨损,防止较大的机械冲击,减少机械部分维修的工作量,延长提升机械的使用寿命。
随着矿井提升系统自动化,改善提升系统的性能,以及提高提升设备的提升能力等的要求,对电气传动方式提出了更高的要求。
对矿井提升机电气传动系统的要求是:有良好的调速性能,调速精度高,四象限运行,能快速进行正、反转运行,动态响应速度快,有准确的制动和定位功能,可靠性要求高等。
井下提升设备电气控制系统升级改造方案由于井下的环境条件恶劣并且属于易燃易爆的场所,所以经常会发生爆炸事故,危险性非常的大。
井下的负荷、电气设备及供电系统等都与地面有着较大的差异,所以对于电气控制系统的要求也非常高,在井下空气中含有瓦斯和煤炭灰尘,在其含量达到一定量的时候,遇到电气设备或者电缆电线就会产生电火花、电弧和局部高温时,就会造成爆炸,所以所使用的电气控制必须进行升级改造以适应井下作业。
标签:电气控制系统;升级改造;井下;方案电气控制系统的升级改造必须考虑到井下的环境,比如井下的空气、温度、湿度、岩石等,这些都可能是导致电力控制系统出现问题的原因,所以在升级设备电气控制系统升级改造的时候必须将这些因素考虑进去,而且必须做好电气控制系统的保护工作,避免在井下电气控制系统出现损坏而给工作人员带来危害。
1.井下电气控制系统损坏的原因首先第一个原因就是井下温度变化,在井下有些机电室的温度特别高,而由于井下电气设备的散热条件较差,导致电气设备在温度过高的情况下被损坏,不仅会使得井下工作受到影响,损坏造成的火星还会破坏别的电路,造成火灾或爆炸;其次,就是井下如果出现停电事故就会造成工作不能正常进行,停电如果超过一定的时间,还可能会发生采区或全井被淹没的重大事故,瓦斯也会逐渐的聚集,而一旦再次插电,就会立即发生爆炸,这与供电设备老化或者只有单一的供电设备有很大的关系。
还与湿井下的湿度相关,井下的空气一般都比较潮湿,湿度大约都在95%以上,这会造成机电室和一些小巷道出现滴水和淋水的问题,而使电气控制系统极易受潮。
除了上述的几点原因之外,电气设备系统损坏的原因与井下的岩石和煤层也有很大的关系,井下的岩石和煤层都存在着压力,所以经常会出现冒顶和片帮的事故。
使电气控制系统很容易被这些东西砸到或者是挤压造成损坏,使得电气控制系统不能正常工作。
温度、湿度、岩石等造成电气控制系统问题外,采掘工作面的电气设备移动频繁,且经常使用,电气设备的负荷变化较大,有时还会产生短时过截。
一、方案背景矿井提升机作为矿井生产中重要的运输设备,其安全、可靠运行直接关系到矿井的安全生产和经济效益。
为提高矿井提升机的运行效率和安全性,降低能耗,减少故障,特制定本专项方案。
二、方案目标1. 提高矿井提升机的运行效率,降低能耗。
2. 提升矿井提升机的安全性,减少故障发生。
3. 优化矿井提升机的维护保养,延长使用寿命。
三、方案内容1. 提升机改造(1)采用变频调速技术,实现提升机在全频率(0~50Hz)范围内的恒转矩运行,提高调速平滑性,降低能耗。
(2)更换提升机电机,选用高效节能电机,降低能耗。
(3)优化提升机传动系统,提高传动效率。
2. 提升机控制系统升级(1)升级提升机控制系统,实现实时监控、故障诊断和预警。
(2)采用PLC控制,提高控制精度和可靠性。
(3)优化提升机运行参数,实现最优运行状态。
3. 提升机维护保养(1)制定详细的维护保养计划,确保提升机各部件正常工作。
(2)定期对提升机进行清洁、润滑、紧固等保养工作。
(3)对提升机进行定期检查,发现故障及时维修。
4. 提升机操作培训(1)对操作人员进行专业培训,提高操作技能。
(2)加强操作人员的安全意识,确保操作安全。
(3)建立操作人员考核制度,确保操作人员具备上岗资格。
四、方案实施步骤1. 对矿井提升机进行全面检查,评估改造需求。
2. 制定改造方案,包括设备选型、技术路线、施工方案等。
3. 对相关人员进行培训,确保改造工作顺利进行。
4. 进行设备安装、调试,确保改造效果。
5. 对提升机进行试运行,验证改造效果。
6. 制定维护保养计划,确保提升机长期稳定运行。
五、预期效果1. 提升机运行效率提高20%以上,降低能耗。
2. 提升机故障率降低50%,提高安全性。
3. 提升机使用寿命延长20%,降低维护成本。
4. 提高矿井安全生产水平,确保职工生命安全。
本方案旨在提高矿井提升机的运行效率和安全性,降低能耗,为矿井安全生产提供有力保障。
各部门要高度重视,密切配合,确保方案顺利实施。
矿井提升机控制系统设计矿井提升机是矿山生产过程中的重要设备,其控制系统设计的优劣直接关系到生产安全和生产效率。
本文将介绍矿井提升机控制系统设计的相关关键技术,并探讨优化方法。
矿井提升机控制系统主要包括电气控制系统和液压控制系统。
电气控制系统主要负责运行监测和故障诊断,而液压控制系统则承担着载荷控制和速度控制等功能。
为了确保提升机的安全与稳定,控制系统需满足高精度、快速响应、可靠性高等要求。
在控制系统的设计过程中,通常采用多种控制算法,如PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
PID控制简单易行,但对参数调整要求较高;模糊控制能够处理不确定性和非线性问题,但计算复杂度较高;神经网络控制能够自适应地处理复杂的非线性过程,但训练时间较长,且对数据要求较高。
针对不同控制算法的优缺点,我们可以采用混合控制策略,将多种控制方法结合起来,实现优势互补。
例如,可以将PID控制和模糊控制相结合,或者将模糊控制和神经网络控制相结合,以提高控制系统的性能。
在控制系统设计中,还应充分考虑实时监控和故障诊断功能。
通过在系统中加入传感器和监测模块,实现对提升机运行状态的实时监测,及时发现并处理潜在问题,以避免事故发生。
为了提高系统的可靠性,应选择高可靠性、高稳定性的硬件设备,并加强系统的抗干扰设计。
矿井提升机控制系统设计是矿山生产中的重要环节,其优劣直接关系到矿山的安全生产和生产效率。
在设计中,应充分考虑系统的实际情况和需求,选择合适的控制算法和硬件设备,并加强实时监控和故障诊断功能,以实现提升机的安全、稳定、高效运行。
同时,随着科技的不断发展,应积极引入新的技术手段,对控制系统进行持续优化和改进,以适应不断提升的生产需求。
未来的研究可以从以下几个方面展开:进一步研究矿井提升机控制系统的动态特性和鲁棒性,以提高系统的适应性和稳定性。
针对矿井提升机运行过程中的复杂环境和恶劣条件,研究更加可靠、高效的故障诊断方法。
结合人工智能和大数据技术,实现提升机控制系统的智能化和自适应化,提高生产效率。
改造主提升机电控系统实现提矿安全平稳运行【摘要】:矿山主井提升系统担负着全矿井下矿石的提升任务,是全矿的生产咽喉要道。
提升机电控系统是提升设备的大脑和神经中枢,其运行的稳定性和可靠性直接关系的到矿山生产的正常进行和经济效益的好坏。
为了解决提升机原电控系统故障率,故障源难以排查的难题,对主井提升机电控系统进行改造,采用美国ab公司生产的可编程控制器结合abb系列全数字直流调速系统。
该系统具有技术先进,高智能、高可靠性、高稳定性、故障直接显示等特点,实现矿山主井提升系统的安全平稳运行,取得了巨大的经济效益。
本文着重对主井提升机电控系统改造进行了科详细介绍,对新旧电控系统的优缺点进行了阐述和比较,取得了较好的实际效果。
【关键词】:电控系统改造安全运行矿山主井提升系统担负着全矿井下矿石的提升任务,是全矿的生产咽喉要道。
我矿主井提升机电控系统采用美国abb公司生产的p 系列全数字直流调速系统。
该电控系统是98年安装使用,使用10年后已达到plc设计工作寿命,设备出现了老化,运行的故障率逐渐升高,故障源难以排查,如果发生问题就会导致影响生产,少则几小时多则数天,给矿造成较大的经济损失,严重制约着矿正常生产的顺利进行。
为此将原电控系统进行改造成设备先进,技术水平尖端,高智能、高安全直流全数字控制的一流设备,实现提矿安全平稳运行。
一、改造方案1、此次改造主要是改造提升机的电控系统,包括逻辑控制系统改造和调速系统改造,此两套系统对提升机来说非常重要,相当于提升机的大脑和心脏。
逻辑控制系统主要负责采集各个控制点的动作情况和各项数据,经过逻辑计算后,发出指令给调速系统。
调速系统负责控制提升机的停车、运行、加减速等速度调节功能。
2、此次逻辑控制系统的改造包含了主逻辑控制系统和后备逻辑控制系统改造两部分,根据需要逻辑控制系统具有智能化、集成化、自动化、统一化和网络化等功能,根据上述要求,此次改造主逻辑控制系统采用美国ab公司最新一代的allen -bradleg plc1756可编程序逻辑控制器。
提升机电系统性能的改进计划一、前言随着现代工业的发展,提升机作为重要的机电系统设备,广泛应用于物料的垂直运输领域。
为了提高提升机的性能,提升机电系统的改进计划应该得到充分的重视。
本文将从提升机电机、传动系统、控制系统等方面出发,详细介绍提升机电系统性能的改进计划。
二、提升机电机的改进计划1. 选择高效电机:目前,市场上有种类繁多的提升机电机可供选择。
在改进计划中,应优先选择具有高效率、低功耗、低噪音、高可靠性的电机,以提高提升机的效能和稳定性。
2. 电机运行参数调整:根据实际使用需求,对提升机电机的运行参数进行调整。
包括启动时间、速度控制、负载变化时的响应能力等。
通过适当调整这些参数,可以提高提升机的运行效率和响应能力,减少能源消耗和机械损耗。
三、传动系统的改进计划1. 使用优质传动元件:在传动系统中,传动链条和传动带是核心组成部分。
通过选择优质的传动链条和传动带,可以有效减少能量损耗和传动间隙,提高传动效率,降低运行噪音。
2. 传动比的优化:根据提升机的工作特点和负载变化情况,对传动比进行优化调整。
合理的传动比可以使传动系统在不同工况下都能保持较高的效率和可靠性。
四、控制系统的改进计划1. 引入PLC控制:将传统的控制方式升级为PLC控制,可以实现更精确的运行控制和监测,提高整个提升机电系统的稳定性和自动化程度。
2. 故障诊断系统的建立:通过引入故障诊断系统,可以实时监测提升机电系统的运行状态,并迅速判断可能出现的故障,减少停机时间,提高生产效率。
五、维护保养计划的制定1. 健全的维修保养队伍:建立专业的维修保养团队,负责定期对提升机电系统进行检修和保养工作,确保设备的稳定运行和延长使用寿命。
2. 定期维护保养计划:根据设备的使用情况和制造商的要求,制定详细的维护保养计划,并按计划执行。
包括对电机、传动系统、控制系统的检查、清洁、润滑等工作。
六、改进计划的实施1. 资金和人员投入:为了推进该改进计划的实施,必须投入足够的资金和人力资源,包括购买优质设备、培训维修保养人员等方面。
矿井提升机的综合自动化控制系统摘要:矿井提升机为矿山咽喉设备,除电力传动系统可靠运行外,需对提升机电气设备及机械设备的运行状态进行监视及控制,提高电控系统的可靠性、控制精度和性能。
完善的综合自动化系统对提升机安全运行有着重要的意义。
关键词:提升机;自动化;控制前言提升机电气设备和机械设备比较复杂,运行可靠性要求高,故障检测处理及保护电路比较复杂,随着电力科技技术的发展,提升机电气控制、保护措施自动化系统已发展到第三代多PLC和智能化仪表数字控制以及上位机监控、数据采集及远程故障诊断编程系统。
1提升机操作系统1.1 操作台操作台为分体式结构,由控制台,制动台,仪表指示台组成,中间设有司机座椅。
控制台和制动台上设置有各类操控手柄、开关和按钮等。
仪表台上设置有各类仪表及指示信号等。
司机可操作操作台上的开关及按钮来控制提升机运行,并通过指示灯和显示仪表以及工业控制计算机及时了解提升机的运行状态及运行参数。
1.2上位机监控系统主要实现人机界面及画面显示,人-机通信、监视、控制与操作,各个子系统画面显示。
主要监控功能为提升系统动静态画面生成;故障自检显示、报警;各类报表生成;提供首次报警记录等。
2提升机控制系统2.1主控PLC系统主控PLC是网络控制系统的主站,主要用来实现逻辑联锁控制和安全监视、保护。
完成除闭环控制外的整个提升机电控系统的信号处理,数据运算,通信控制,系统管理等。
2.2 监控PLC系统主要实现安全监视和保护。
主要保护和闭锁功能(1)立即施闸类故障保护:(2)终端施闸类故障保护:(3)电气制动类故障保护(4)系统闭锁功能(5)部分行程参数信号逻辑运算处理,自动产生速度给定信号。
(6)控制提升容器停车精度<1cm。
(7)将信号处理成位置和在线速度显示等2.3 UPS不间断后备电源UPS电源用于控制,监控,等设备的电源后备支持。
当发生电源故障时,给闭环控制,以及PLC的供电将继续维持直到提升机停止且制动闸已经合上。
两种全数字提升机电控系统在矿井的应用作者:孙敏来源:《科技与企业》2013年第13期【摘要】随着科学技术的发展,特别是矿山机电技术和计算机技术的发展,使煤矿机电装备自动化控制在矿井广泛应用,提高了机电使用效率,大幅提高煤矿生产效率。
本文主要阐述了全数字直流提升机电控系统和全数字交—交变频提升机电控系统的应用等问题。
【关键词】全数字提升机;电控系统;应用随着科学技术的发展,特别是矿山机电技术和计算机技术的发展,使煤矿机电装备自动化控制在矿井广泛应用,提高了机电使用效率,大幅提高煤矿生产效率,本文主要阐述两种数字提升机在矿井的应用。
1、全数字直流提升机电控系统主控系统一般采用可编程序控制器,其软件主要完成提升机运行的顺序逻辑控制、算术计算、比较及通讯等功能。
一些提升机的主控系统还完成了提升机的行程控制功能,因其行程控制实时性要求较高,因此,此类型的主控系统对可编程序控制器有很高的要求。
按提升机电控系统控制功能的具体要求,应选择不同类型的PLC。
传动控制系统主要实现提升机速度、电流双闭环控制、逻辑无环流换向控制等功能,以及变流器的监测和保护功能。
监控系统通过采集与主轴直联的旋转编码器信号、井筒开关信号及其余运行信号,对提升机行程、速度等重要参数进行监视,完成过卷、等速度段超速、减速段连续速度保护、定点速度保护等保护功能,起到主控系统、传动控制系统等保护的热冗余后备保护。
液压制动控制系统是实现故障安全优先要求提升机系统的重要环节,完成工作制动和紧急制动等控制。
根据制动控制原理不同,紧急制动应分为恒减速制动和恒力矩制动(二级制动)。
前者是在制动过程中控制系统按减速度闭环调节液压制动系统的制动油压实现减速度不变的控制;而后者是根据预先设置的油压和时间进行紧急制动。
恒力矩制动过程中减速度与实际负载的状态相关,适合负载基本恒定的主井提升系统;恒减速制动可依负载调整制动力,适合有人员提升的副井提升系统。
井筒信号系统是提升机行程控制与保护的重要部分,分别在井筒中不同位置设置同步校正开关、定点速度检测开关和过卷开关等,以使控制系统获得提升容器在井筒中的确切位置,实现准确测量行程。
矿井提升机电控系统的现状与发展趋势0 引言矿井提升机又称为矿井卷扬机。
作为井上与井下的唯一输送通道,矿井提升机承担着人员、物料、设备和煤炭等的运输任务。
矿井提升机属往复运动的大型生产机械,它具有自身惯性大、载荷能力强,载荷及其变化也大、载荷性质属位能性负载、运行速度快、调速范围广等一系列的优点,矿井提升机运行的状况,关系着矿井的正常生产,而且还影响着矿井的设备安全和矿工的人身安全。
由于矿井提升机的生产工艺和安全性的要求越来越高,其机械制造技术和电气控制技术也就成为各国机械制造界和电气传动界的一个重要的研究课题。
随着高产高效矿井的迅速发展,更有利的促进了矿井提升机朝着大容量、大功率、高效率、高安全性、高可靠性、全数字化及综合自动化的方向深入发展。
1 矿井提升机控制系统的发展现状根据提升机对电控系统的要求,提升机的电气可分为直流传动和交流传动两大类。
直接传动即对直流电动机的速度控制。
直流电动机由于具有良好的调速特性、宽广的调速范围和易于实现四象限运行等优点,很适合在需要调速和频繁正反转的矿井提升机中作拖到应用。
随着电力技术的发展,特别是晶闸管的出现,对要求较高、容量较大或多水平开采的矿井,其提升机几乎都采用了晶闸管交流装置供电的直流电传动系统(V-M系统)。
但是直流电动机需要设置机械换向器和电刷,不仅需要经常维护,影响运行可靠性、而且电刷容易产生火花,限制了使用场所,特别是由于存在换向问题,难以制造出大容量、高转速、高电压的直流电动机来,使得目前3 000r/min左右的高速直流电动机,最大容量只能达到400kW~500kW;低速直流电动机只能做到两三千千瓦,已经越来越难适应现代矿井提升机向着高速大容量化发展的需要。
交流传动即对交流电动机的速度控制。
交流电机,尤其是笼型异步电动机,由于结构简单、制造方便、造价低廉、坚固耐用、无需维修、运行可靠,更可用于恶劣的环境之中,特别是能做成高速大容量,更适应在高速大容量的矿井提升机中作拖动应用。