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目前,我國絕大部分礦井提升機(**過70%)采用傳統的交流提升機電控系統(tkd-a為代表)。tkd控制系統是由繼電器邏輯電路、大型空氣接觸器、測速發電機等組成的有觸點控制系統。經過多年的發展,tkd-a系列提升機電控系統雖然已經形成了自己的特點,然而其不足之處也顯而易見,它的電氣線路過于復雜化,系統中間繼電器、電氣接點、電氣聯線多,造成提升機因電氣故障停車事故不斷發生。采用plc技術的新型電控系統都已較成功的應用于礦井提升實踐,并取得了較好的運行經驗,克服了傳統電控系統的缺陷,代表著交流礦井提升機電控技術發展的趨勢。
2 總體設計方案
基于plc技術的礦井交流提升機電控系統控制電路組成結構如圖1所示,要由以下5部分組成:高壓主電路(包括高壓換向器、電動機、啟動柜、動力制動電源)、主控plc電路、提升行程檢測與顯示電路、提升速度檢測、提升信號電路,其中高壓主電路部分仍采用傳統的繼電器控制電路。
礦井交流提升機電控系統框圖
圖1 礦井交流提升機電控系統框圖
工作過程:當井口或井底通過信號通信電路發出開車信號后,開車條件具備。司機將制動手柄向前推離緊閘位置,主電動機松閘。司機將主令控制器的操作手柄推向正向(或反向)較端位置,主控plc通過程序控制高壓換向器首先得電,使高壓信號送入主電動機定子繞組,主電動機接入全部轉子電阻啟動,然后依次切除8段電阻,實現自動加速,最后運行在自然機械特性上。交流提升機運行時,旋轉編碼器跟隨主電動機轉動,輸出2列a/b相脈沖,分別接到主控plc的高速計數器hsc0的a/b相脈沖輸入端,由主控plc根據a/b脈沖的相位關系,自動確定hsc0的加、減計數方式。根據hsc0的計數值,就可以計算出提升行程并顯示。同時只根據旋轉編碼器輸出的a相脈沖,主控plc進行加計數。根據hsc1在恒定間隔時間內的計數值,就可以計算出提升速度。
3 硬件設計
3.1 提升機主回路部分設計
主回路用于供給提升電動機電源,實現失壓、過流保護,控制電機的轉向和調節轉速。主回路由高壓開關柜、高壓換向器的常開觸頭、動力制動接觸器的常開主觸頭、動力制動電源裝置、提升電動機、電機轉子電阻、加速接觸器的常開主觸頭(1jc~8jc)和裝在司機操作臺上的指示電流表和電壓表等組成。系統原理圖如圖2所示。
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