煤矿提升机电气控制系统的技术改造研究

发表时间:2021/6/8   来源:《中国电气工程学报》2021年1期   作者:万青青
[导读] 在煤炭生产中,煤矿提升机是联系井上下关键设备,担负着升降人员、提升设备和物料等任务,不仅关系到整个矿井的安全效益,而且直接影响着煤矿工人的生命安全。
        万青青
        淮河能源集团煤业公司潘二煤矿  安徽   淮南   232091
        摘要:在煤炭生产中,煤矿提升机是联系井上下关键设备,担负着升降人员、提升设备和物料等任务,不仅关系到整个矿井的安全效益,而且直接影响着煤矿工人的生命安全。基于此,本篇文章对煤矿提升机电气控制系统的技术改造进行研究,以供相关人士参考。
关键词:煤矿提升机;电气控制系统;技术改造
引言
        矿用提升机是煤矿安全生产的重要机械设备,随着机械技术的发展和智慧矿山理念的提出,矿用提升机的复杂程度越来越高,可靠性和功能性也越来越强。提升机的液压制动对提升机的运行至关重要,控制核心电液阀的数量和控制逻辑决定了液压制动的有效性,对于液压制动电控系统而言,不仅需要控制液压制动系统中的电机和电液阀的动作来实现液压站压力变动,进而实现提升机制动,同时还要能够实时采集液压制动系统和整个提升机的状态参数,用以判定液压制动系统和提升机的实时状态,判定故障时发出声光报警,同时执行故障程序。
一、煤矿提升机电气控制系统的发展
        早些时期,我国煤矿的主要提升机的电气控制系统都是源于模拟电子技术,是早期从苏联等国家引进的,主要是将模拟技术与直流调速技术结合应用,实现对提升机绞车操作的自动化控制。现阶段,我国从德国和瑞典引进了提升机先进技术并对其进行完善,实现了以微处理器对拖动电机进行数控,以及以可控硅变流技术和利用计算机实现对矿底的监控。尤其是随着我国电子技术的发展,将煤矿提升机与交流同步进行结合,实现了交流同步机传动系统功能,提高了数字控制能力,即PLC技术。PLC技术是利用数字编程的方式实现对机械的自动化控制,对环境的适应性高,具备一定的故障诊断能力,当出现异常情况时,可以及时发出警报,可提高采矿的安全性。随着信息技术的进步,智能化将是煤矿提升机电气控制系统发展的主要方向之一。
二、煤矿提升机电气控制系统组成分析
        在煤矿企业提升机电气控制系统当中,核心构成部分就是主要控制系统、速度控制系统以及监控系统等几个方面。要想能够确保整个系统处于极高运行效率下,避免后期诸多安全问题的出现,在行业人士实施改造时,就应该从全局层面下出发,先引导人员加强对整个子系统部分性能的分析,秉持全局性的观点,最终才能够完成整个系统改造升级工作。其中,针对主要控制系统部分,作为启动与停止设备的性能,更是整个电气控制系统中不可缺少的方面,实施控制电气设备,主控系统会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。而调速系统方面,就是由人员对设备实施速度控制的单元,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。在了解提升机电气控制系统各个组成构造以后,企业所开展的技术改造工作,才能达到预期理想的改造结果。
三、煤矿提升机电气控制系统技术改造措施分析
        3.1贮备技术改造
        因为目前大多数地区企业所应用的设备,还处于比较落后的阶段,那么针对该部分设备技术改造工作,要想能够达到高质量改造结果,相关工作人员可以适当的增加贮备单元加以处理。分析老式电气设备,不能做出妥善的保护,如果电气控制系统运行中出现问题,那么在威胁设备保护机制出现问题的基础上,自然也对构成整个设备性能的降低。面对该种现状下,工作人员将重心放在储备单元身上,适当将其添加在系统当中,如果其中一个单元发生问题,那么工作人员也可以借助其他备用单元加以处理,不会影响到设备正常运行的基础上,自然也不会威胁到企业日常生产工作的进行,无形之中也是提高企业生产效率的关键举措。总之,鉴于贮备技术改造措施,致力于煤矿企业保持稳定生产态势的同时,也能够尽可能消除故障问题的出现。


        3.2PLC系统设计
        根据系统所需控制设备和采集信号,对系统的输入输出点进行设计:①输出信号。故障指示灯、电源指示灯、4个控制电磁换向阀动作信号、2个控制电液比例溢流阀的模拟量输出信号。②输入信号。二级制动解除点信号、过滤器故障信号、主备电液比例溢流阀的故障输出、主备电液比例溢流阀的电源状态监控、减速点信号、4个电磁换向阀的电源状态监控、停车信号、电源监控信号、安全回路掉电信号、1个光电编码器输入的高速脉冲信号、主备溢流阀压力监控的模拟量输入信号、2个压力变送器。
        3.3运用低频全数字控制技术优化制动系统
        以低频全数字控制电源柜对传统的制动电源柜进行改造,可以有效减少人工操作,且在制动过程中更为平稳,从而有效减轻制动系统间的磨损,使变频器的调速控制电路变得更为简单。全数字低频电源柜具备多重保护的特性,与PLC技术相结合可以实现对煤矿提升机的精准控制,有效降低制动系统的故障发生率,实现对煤矿提升机的实时监控,延长制动系统的使用寿命,提升煤矿提升机的安全性能。
        3.4指示技术改造
        工作人员面对指示技术改造视角下,主要就是面对深度指示器,作为量度呈现的部分,通过一系列完善技术改造处理,自然能够给工作人员呈现精确性的数据信息。在实际开展技术改造时,工作人员事先准备好现代化指示器设备,将其替换之前落后的设备结构。企业之前应用的指示器,主要类型就是机械式,然后在有着较大重量的基础上,自然也不具备极高精确性,然后工作人员粗略记录指示器数据的现况下,就会导致指示器存在价值不能凸显。面对该种现状下,相关工作人员借助现代化电子指示器结构,将之前应用的设备进行更换,一方面能够确保电子数据直观精确呈现在工作人员面前,另一方面整合触摸作用下,也能够极大方便工作人员一系列操作,在简单的操作流程下,也能够体现出极高智能化的特点。最为关键的是,整合自身的价值,确保所有信息都能够传输到系统内部,借助图表模式加以表现,致力于工作人员高效生产目标的实现。
        3.5运用智能技术提升自动控制系统的稳定性和效率
        智能技术的概念出现得非常早,但是发展较为缓慢,近年来随着芯片技术的进步以及计算机、互联网技术的发展,智能技术取得了明显的进展,已经逐渐被运用在我们的生产生活中。比如语言识别技术、人脸识别技术以及智能家电等都是智能技术应用的一部分。在煤矿提升机改造中运用智能技术实时采集提升机运行数据,可以实现对设备故障的自我排查,提升系统控制的稳定性和效率,实现智能自动化生产,最终实现提升生产效率、降低人力成本投入、促进煤矿生产发展,是未来主要的发展趋势之一。
结束语
        简而言之,因为我国煤矿行业内所应用的提升机电气控制系统,目前还处于比较落后的阶段,通过现实运行情况进行调查,不单单影响了正常的生产效率,而且也会引发一系列的安全问题,站在长远角度下,自然不利于煤矿企业经济效益的提高。鉴于此,目前最为紧急的任务,就是希望企业能够加强对提升机电气控制系统的重视,紧密联系实际生产现况,做出妥善技术改造工作,深究电气控制系统使用当中的问题,提出针对性的处理方案,确保提升机电气控制系统使用性能得以提高的基础上,也能够推动我国煤矿企业尽快实现可持续发展目标。
参考文献
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