1.张玉涛 2.巩玉鹏
1.2. 兖州煤业南屯煤矿运转工区 山东 邹城 273515
摘要：提升设备是煤矿生产的重要组成部分，主要承载煤矿的矿石、相关设备和人员。当前，我国大部分起重设备在自身的生产过程中具有很高的安全性能和生产效率，但电气控制系统在设备控制方面相对落后。甚至一些小煤矿也会受到很多因素的制约。在20世纪，他们采用了引进国外的电控系统。电控系统的落后给整个煤矿的生产带来了隐患，间接地影响了煤矿企业的利益，影响了其长远发展。另外，在新的形势下，工业生产也在逐步走向自动化和一体化。为了有效地促进煤矿企业实现智能化综合生产，有必要从改造电控系统入手。因此，只有切实提高电控系统的技术水平，才能弥补煤矿企业的不足，促进企业的长期稳定发展。
关键词：煤矿；提升机；电气控制系统；技术
1煤矿提升机电气控制系统现状
煤矿提升机电气系统主要有：控制系统、速度控制系统、监测系统。在一定程度上，提升机的电子控制系统是煤炭工业电气控制技术水平的体现。因此，煤机电气控制系统一直是国内外研究的热点。随着计算机技术和 PLC技术的普及，煤矿提升机电气控制系统也得到了新的发展。利用先进的单片机数字电气控制系统，实现了煤矿提升机的自动化控制。但是，与其他发达国家相比，我国煤矿规模庞大，但分布极为分散，中小型煤矿占绝大多数，规模也很小。这已成为制约煤矿提升机电控系统发展的一个重要因素。
目前，我国煤矿提升机电气控制系统在行程控制、监控、安全电路、自动化等方面尚处于起步阶段。在行程控制中，速度设定以机械设定为主，控制系统以计算机为核心。目前，基于时间的速度设定方法尚未被广泛采用。自上世纪90年代以来，在电气控制系统中设计了数字指示器和上位机监控系统，大大提高了电梯的安全性；随着计算机技术在煤炭行业的应用以及电梯人机交互界面的不断完善，电梯监控系统变得更加友好。在安全生产方面，随着计算机技术在煤炭行业的广泛应用，安全生产在线监测系统日趋完善，提升机安全防护系统也得到了一定的改进。就自动化程度而言，由于工艺能力不足，导致提升机自动化程度较低，因此，提升机控制系统仍需由操作者自己来完成。
2电气控制系统运行中存在问题分析
2.1在整个控制系统中电器故障是比较容易发生的，其严重性各不相同。如果是轻微的故障，则由电气控制系统进行制动操作，一般包括断轴、绕线盘等故障。二是报警故障，一般为无操作功能的故障，如油压设备故障、制动油温故障等；
2.2目前，我国大多数煤矿电控系统的自动化水平还比较低。该系统运行中存在的主要问题是：(a)设备运行马达速度失灵。现在的电动机多采用交流电路的形式，在运行中经常需要用接触器来完成换向，造成接触装置容易烧坏。另外，频繁的接触动作还会引起弹簧弹性差，从而增加工作噪音和设备损耗，降低设备的使用寿命(b)本系统主控板设备的接线形式复杂，采用后接形式。如设备有故障，维修人员很难找出原因。此外，由于线路布置复杂，检修人员检修时间长，降低了煤矿的生产效率；(c)提升设备上的开关易发生变形。操作时，由于启闭机的连续运动，设备外接开关易受到外力变形，对设备未来的运行构成威胁；(d)制动保护在电力系统中由多种电气元件组成，增加了未来维修的难度；(E)目前我国大多数电气控制系统自动化程度不高，工作过程中需要人工控制。所以，如果员工在工作中稍有疏忽，就会造成操作事故。
3.我国目前煤矿提升机电气控制系统的改进策略
3.1可编程控制器改造
可编程控制器就是 PLC技术， PLC系统通过采集和处理信号，如脉冲、同步、终端、安全保护等，实现各种逻辑功能，最终促进提升机正常运行。该系统主要包括： PLC的后备保护功能；减速阶段的各种自动设定和执行功能；提升次数、速度和深度的可视化显示功能；声光故障报警功能。经改进，提升机电气控制系统保护性能好，运行可靠，维修费用低，占用空间小。如 PLC技术能有效地防止提升机运行中的过流、超速、断路、闸瓦磨损等故障； PLC语言报警系统能简化手动操作； PLC电气控制系统非接触式操作能提高提升机的安全性能和工作质量，而且无需更换接触件等零部件，减少材料消耗和人工工作量。
采用 PLC系统，可实现对启闭机电控系统的过程控制，实现人机对话控制、位置控制和安全保护控制，全面完成启闭机的自动化操作。
3.2备用设计技术
本文针对部分低级传统煤矿设备，对提升机电气控制系统备用技术进行了研究与探讨。
由于传统电控设备在控制性能和保护性能两个方面存在较大的缺陷，在电控系统出现故障或故障时，没有足够的能力保护设备不受损坏，因此，对此进行相应的改造，可以有效地提高备用技术在电控系统中的应用。有效地防止了设备故障和不能正常运行，减少了煤矿企业的生产风险，提高了企业的生产速度和效率。
3.3深度指示器改造
伴随着社会和科学技术的不断发展，越来越多的新技术也为矿井提升机的电气控制系统提供了更好的选择。比如，传统的机械式深度测深仪不仅体积大，而且最终测量的数据往往存在误差。最新款的深度指示器利用电子信息技术探索不同深度都有相应的专业运作模式。若采用最新的电子指示器，则采用触摸式翻页式彩屏，可在彩屏上显示启闭机运行过程中各部件的运行状态及参与画面。另外，指示器能模拟现场的实际工作状况，包括工况模拟图。该系统不但视觉效果好，而且还具有动态、静态等许多优良的特性。
3.4交变频制动方式改造
其主要功能是利用功率半导体器件发挥其通断功能，逆变器将输入功率转换成电能(频率可调)，然后把它传送给交流电机来控制转速。迄今为止，实践中使用最多的变频器大多采用“交-直-交”结构，即通过整流器将工频交流电源转换成直流电源，然后再转换成交流电源。逆变电路主要包括整流器，直流中间环节，逆变器及控制部分。
该方法采用了相对付费的电路，大大减少了对各种元件的消耗，如接触器、电阻等，也减少了故障的发生。实际应用表明，其节能效果良好。在提升机调速系统中引入变频器是未来的发展趋势。对于规模较小、实力较弱的煤矿企业，在提升机 TKD电控系统技术改造中引入了交流变频制动技术。
3.5其他改造技术
在传统设备的前提下,引入了一种标准化的插电式结构和电气模块来代替旧的控制核心设备。这种改造有许多优点,如成本相对较低,可以在短时间内完成。但是,它也存在着新旧部件的兼容性和通讯性等缺点。系统工作过程中还存在一些隐患。
主机采用局域网技术，对提升系统进行实时监控与分析，最终实现资源的全面共享，提高了系统的管理水平。
主动前端采用 PWM整流控制技术，可降低网侧谐波电流，减少环境污染；
将双套配置引入行程监控和安全回路，通过多重保护提高安全参数。故障诊断记忆功能的提高，使维修人员能够及时发现故障部位，提高工作效率。
结束语：
总而言之，采用可编程控制器技术，加速了煤矿企业现代化进程，保障了企业的安全生产。国内工业自动化技术仍在迅速发展，并已广泛应用于煤电控制领域，既提高了设备的安全性和可靠性，又极大地促进了煤矿企业的稳步发展。通过提高矿井提升机控制结构的功率因数，大大提高了提升机的利用率，减少了提升机控制系统的能耗，有效地提高了提升机设备运行的可靠性和效率。
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