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煤矿提升机电气控制系统的技术改造研究

发表时间：2021/5/10 来源：《基层建设》2021年第1期作者：陈建夏天段伦君

[导读] 摘要：提升机作为煤矿生产中一个重要设备，它的工作效率如何将会在不小程度上影响到原煤与矸石运输效率，因此对其电气控制系统进行技术改造将会大大地工作效率和自动化水平，进而为提升煤矿生产效率打下坚实基础。本文通过对中国知网、万方等数据库所查阅到的资料进行研究并结合笔者多年工作经验，先是对煤矿提升机电气控制系统主要构成进行了简要地分析，再深刻剖析了探析提升机电气控制系统技术改造措施，以期为提高该设备整体性

        新汶矿业集团生产服务分公司安撤事业部山东省泰安市 271219
        摘要：提升机作为煤矿生产中一个重要设备，它的工作效率如何将会在不小程度上影响到原煤与矸石运输效率，因此对其电气控制系统进行技术改造将会大大地工作效率和自动化水平，进而为提升煤矿生产效率打下坚实基础。本文通过对中国知网、万方等数据库所查阅到的资料进行研究并结合笔者多年工作经验，先是对煤矿提升机电气控制系统主要构成进行了简要地分析，再深刻剖析了探析提升机电气控制系统技术改造措施，以期为提高该设备整体性能及效率打下坚实基础。
        关键词：煤矿；提升机；电气控制系统；改造
        引言
        在矿山电力拖动系统中提升机是一项非常重要的组成内容。就目前来说，国内煤矿的所应用设备系统大多都是20世纪70年代从国外引进的，至今较长的时间里在设备系统方面并没有实现更新，这种落后的系统技术对我国煤矿企业生产以及国家利益造成了一定威胁。因此，引入相关先进技术及设备，同时还要不断地进行自主创新，不断提升和实现对提升机电气控制技术的改造，使系统设备性能及工作效率得到不断地更新和优化。
        1提升机电气控制系统组成分析
        整套电气系统是由多个分系统组成（见图1），其包括主要控制系统、速度控制系统及监控系统等。对该系统进行改造，就要对每个分系统有透彻的了解。主要控制系统是整个电气控制体统的核心组成，主要负责对设备的启停、加减速等执行动作的控制，在对设备进行控制时，主控系统会自动与其它分系统进行交互，从而对设备的运行电流、实施速度有一个有效控制。调速系统主要是实现工作人员对设备进行速度调控作用,其通过接受主系统上的调控指令来对设备运行速度进行相应调整。监控系统是对设备的整个运行状态进行监控，通过将设备各项运行参数进行分析，来判断提升机设备是否属于正常工作状态，一旦发现有设备工作异常会立刻做出警报提示，来提示工作人员进行相应检修工作。在本文的系统改造分析中并没有对监控系统技术进行改造，其主要作为显示功能。

        图1煤矿提升机电控系统示意图
        2探析煤矿提升机电气控制系统技术改造措施
        2.1关于贮备设计技术
        想要对传统提升机电控制系统进行改造，可以从贮备设计技术方面来进行。煤矿提升机电气控制系统中准备设计技术主要是在其中适当增设贮备单元，当某个单元不能正常工作时还可以利用其它相同功能的单元来对该系统实行检测，甚至是将其取而代之。通过煤矿提升机电气控制系统贮备设计技术地改造益处有两方面，一是可以有效地避免了由于某个单元故障而对煤矿生产工作造成影响；二是能够让煤矿企业维修人员准确地找到故障单元及时进行处理。
        2.2关于PLC改造技术
        PLC系统是指经过信号采集以及一系列处理过程从而实现各种逻辑工作，进而对提升机起到保护作用，使之得以保持正常的运作状态。它可以实现的主要功能有：后备保护、减速时各种相关自动设定及执行以及声光故障报警与实时显示相关状态等。经过改造后提升机电气控制系统的保护性能得到较大幅度提升，在运行过程中的安全性和可靠性同样也得到进一步的提升，且占用面积比较小，在一定程度上降低了维护成本。如当提升机处于工作状态时该技术可以很好地防止过流等相关故障的发生；其语言报警系统给人工操作带来了许多便利；PLC系统中的无触点操作进一步提升了提升机工作的质量及工作的安全性，且不需要更换触头等相关备件，有效地减少了人为工作量和材料的使用。同时，它还可以实现全过程、全方位地控制，较好地实现了全自动化运行。另外，将PLC技术应用到煤矿提升机电气控制系统改造时还可以将传统动力制动柜更改成低频全数字化制动电源柜，该设备核心部件为全数字式变频器，且元件整流上采取进口开关管完成，这样一来不但有助于获取多重保护效果，同时也可以实现闭环控制与无极调速。最后PLC在煤矿提升机电气控制系统改造中地应用还可以让企业技术人员借助于网络进行远程访问，这样便能够及时诊断并排除故障。
        2.3关于深度指示器改造
        计算机和电子技术的应用为提升机电气控制系统的优化提供了良好地保障。传统的机械式深度指示器在实际运行过程中显得比较笨重且存在较大误差。新型设备指示器有两种类型：数字式和电子式，可以实现对信号的各种操作，较好地帮助了主控PLC系统，促使其可以较好地实现监控保护工作。而电子式指示器可以对提升机与其相关元器的运行状态进行实时地显示，并模拟和绘制相关运行实况图，从而提升了可视性水平；此外，其在使用过程中非常方便，同时还有较高的动静态特性。全数控晶闸管可以实现人工或计算机来优化电流及速度调节器参数，从而实现电流调节、速度控制以及电枢保护以及磁场圈路等。它对强高速信号具有较强的处理能力，指令相对丰富且具有一定灵活性，在事件控制器处理方面速度较快，此外还可以实现同步校正矿井中信号，使地面与矿井沟通及监控工作进一步增强。
        2.4关于交变频制动方式
        煤矿提升机电气控制系统中交变频制动这主要是借用电力半导体元件来使其功能得到有效地发挥。充分利用通断功能，由变频器将所输入电源转化成电能，并将其传输到交流电动机中进一步实现对转速控制。现阶段的变频器基本上较为常用结构主要是“交—直—交”形式，简单点说就是由整流器将工频交流电源变成直流电源然后再将其变成交流电源。在这个过程中变频器电路主要有整流、中间直流环节和逆变及控制部分。这种方式可以很好地减少接触器心及电阻器等相关元器件在使用过程中的消耗，降低了故障率，在实际的应用中还有着良好的节能效果。
        2.5其他改造技术分析
        除了上述几项改造以外，为了更好地提高煤矿提升机性能及工作效率，针对其电气控制系统地改造我们还可以从以下几点着手：第一，可以在传统设备的基础上引入标准化的插件结构以及电气模块，从而实现老旧控制核心器件的更换。这种改造方式具有较大的优势。如其改造成本低且在较短时间内就可以完成，但在新旧元件的通信以及兼容等方面还存在一定的问题，系统在运行过程中仍然存在隐患。第二，充分利用局域网技术可以使上位机更好地实现对提升机系统的实时监控和分析，同时实现资源共享，进一步提升管理水平。还可以通过PWM整流控制技术来对电源前端实行控制，从而减少网侧电流谐波的财时还可以有效地减少谐波污染，从而实现环保目标。还可以在行程监控和安全回路上引入双套配置从而实现对安全性参数的优化，进一步提升故障诊断和记忆力，进而更快速地发现出现故障的地方，使系统运行效率进一步增强。
        3总结
        综上所述，提升机对煤矿的生产产出有着直接性的联系。科学、细致、有效地对提升机电气控制系统技术进行改造，可以进一步提升系统自动化程度，对矿井生产产出和速率也会有所提高；此外还可以有效地减少电能消耗和故障率，促进煤矿提升系统面向自动化和信息化发展。在对该技术进行改造时，应当充分考虑我国现阶段的实际情况，学习和借鉴国外先进技术并不断提升自主创新能力，从而为促进我国煤矿产业的健康、稳定发展打下坚实基础。
        参考文献：
        [1]程云泽. 新形势下煤矿提升机电气控制系统的技术改造研究[J]. 当代化工研究, 2019(5):187-188.
        [2]黄方正. 煤矿提升机电气控制系统的技术[J]. 电子技术与软件工程, 2019(11):45-46.
        [3]张春良. 煤矿提升机电气控制系统的技术改造思路构建[J]. 百科论坛电子杂志, 2020(2):25-26.