探讨斜井浅谈ZTK（B）型防爆变频提升机在煤矿斜井运用

论文导读：、操作、维护等方面都不同程度的存在缺陷。使提升机运行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。因此，需要研制更加安全可靠的控制系统，使提升机运行的可靠性和安全性得到提高。在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术，对原有提升机控制系统进行升级换代。而在PLC电控系统的基础上配合变频调速装置，运用现在先进的
1 概述
矿井提升机是煤矿生产过程中的重要设备，以前国内提升机电控绝大多数还是转子回路串电阻分段控制的交流绕线式电机继电器、接触器系统，设备陈旧、技术落后。而且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。使提升机运行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。因此，需要研制更加安全可靠的控制系统，使提升机运行的可靠性和安全性得到提高。在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术，对原有提升机控制系统进行升级换代。而在PLC电控系统的基础上配合变频调速装置，运用现在先进的矢量控制技术，不但适合提升机运行工艺的要求，还将解决整套提升机系统的电力拖动方面的一系列问题。变频装置取代复杂的串联电阻切换装置，对提升机运行速度曲线、转矩大小的要求都由变频器来完成，简化了控制操作流程，提高了控制精度，优化了调速系统的性能。
自从有了防爆变频提升机后，使煤矿斜井提升机的装备水平发生了质的变化。ZTK（B）型防爆变频提升机控制系统是以PLC为控制核心的提升机控制系统，极大地提高了控制系统本身的安全可靠性，使提升机控制性能和保护性能更加完善；使控制系统的硬件组成和线路更加简化；软件灵活性强、调试方便、操作和维护量小。
2 ZTK（B）型防爆变频提升机的系统组成和工作原理

2.1 电控系统组成

变频提升机电控系统可简单地划分为：变频调速系统（由输入电抗器箱+VFD1、变频器箱+VFD2组成）；PLC控制系统（由PLC控制箱+DS、司机台+PA组成）；信号系统（+LM）。变频提升机电控系统组成如图1所示。

2.2 电控系统工作原理

变频调速系统是根据PLC控制系统发出的控制指令，通过对提升机交流拖动电动机的转矩和频率控制来完成对提升机的启动、加速、等速、减速、停止等运行过程的控制。
PLC控制系统主要完成提升机从启动、加速、等速、减速、爬行到停车的整个过程的逻辑控制；行程测量、控制与指示；故障检测、报警与保护；安全电路及液压站工作制动与安全制动控制等。PLC选用的是日本三菱公司的FX2N系列产品，PLC控制系统主要由两套PLC系统组成。PLC1（-A1）作为主控系统，PLC2（-A2）作为监控系统。
每套PLC系统都带有各自独立的位置检测元件（轴编码器）。正常工作时，两套PLC系统同时投入运行，实现了提升机的“双线制”控制与保护。为了确保两套PLC系统能同步工作，在PLC1内对两套PLC系统的位置信号和速度信号进行实时比较，一但偏差过大，就会立即报警。两套PLC系统主要是以通讯的方式进行数据交换。
如果有一套PLC出现故障或其位置检测元件出现故障，则可在“应急1”或“应急2”方式下，由单套PLC继续工作。提升机在应急方式下工作时，应有的保护并没有缺少，只是没有了“双线制”。但为了保证提升机运行的安全可靠性，将运行速度降为半速。
信号系统是根据上、下井口或各个中段的生产情况，在具备开车条件后，由各水平信号工以打点的形式，通知司机按要求开车，同时与PLC摘自：毕业论文格式设置www.7ctime.com
控制系统之间有各种信号闭锁，可避免因司机误操作造成安全故障。信号系统内部有严格的逻辑闭锁，并有语音对讲和报警功能。
信号系统主要由车房显示箱、上井口信号箱和PLC控制箱、下井口信号箱、语音报警装置及供电电源、直通电话、备用信号等组成。装在PLC控制箱内的三菱FX2N PLC（主控PLC）是通过CC-LINK通讯网络与装在各水平信号箱内的三菱A系列PLC（相当于远程I/O系统）进行通讯来传输数据的。

2.3 ZTK（B）型防爆变频提升机主要特点

（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）ZTK（B）型防爆变频提升机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）ZTK（B）型防爆变频提升机采用双PLC控制系统，使斜井提升机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。
3 ZTK（B）型防爆变频提升机主要闭锁功能
（1）安全电路闭锁：三条安全电路（硬件安全电路、PLC1软件安全电路、PLC2软件安全电路）同时闭合、同时断开。
（2）安全电路复位闭锁：在没有安全故障时，只有将“操作方式” 转换开关打在“手动”位置，制动手柄和主令手柄放在零位时，按“事故复位” 按钮才能复位。
（3）安全电路与制动油泵闭锁： 安全电路不闭合，油泵不能启动；油泵断电后，安全电路释放。
（4）工作闸与速度给定闭锁：制动手柄在零位时，主令手柄启不了车；主令手柄在零位时，制动手柄松不了闸。
（5）信号系统与控制系统闭锁：没有打点信号不能开车；信号方向与开车方向不一致时不能开车。
（6）故障与开车闭锁：除了报警故障之外的任一故障发生时不能开车。
（7）故障与液压站闭锁：当立即安全制动故障和先电气制动、后安全制动故障发生后，液压站应能安全可靠的实施安全制动。
4 结束语
ZTK（B）型防爆变频提升机通过上位机组成的监视系统，能以内容丰富、画面鲜明生动的动态形式，实时反映提升机的各种运行状态；能自动生成速度和电流的实时趋势曲线；能逼真的模仿提升容器在轨道上的运行情况；上位机监视系统是通过与PLC控制系统通讯获得数据的。ZTK（B）型防爆变频提升机控制系统是以PLC为控制核心的提升机控制系统，极大地提高了控制系统本身的安全可靠性。
作者简介：
何晓东（1977.11.14-），助理工程师，专科学历，毕业于安徽理工大学，工业自动化专业。