王略
淮沪煤电有限公司丁集煤矿 安徽淮南 232142
摘 要：矿井提升机在矿井生产中起着重要意义。与此同时，由于矿井水平的增加和采矿条件的复杂性，作为井面和井下的关键渠道，人们越来越关注提升机的关键性作用，以保证矿井的主提升机能够安全有效的进行操作，现在将系统完善理论与计算机技术应用到矿井主提升机管控体系，并对此体系进行完善，最后得出结论，此数字电子控制体系能够高效的提升矿井安全生产，防止体系故障并增强经济效益，以增强电气控制体系。
关键词：主提升机；电控系统；系统优化
0 前言
对于矿井运输，提升机起着关键性作用。但是，因为矿井的地质比较恶劣，运输环境繁杂，如果没有完全理解提升机，系统且高效的运用提升机，很容易引发各种安全事故。为防止发生提升机安全事故，提高提升机能力，学习提升机电子控制体系基本功能，依据现实情况完善提升机的电气控制变得愈来愈关键。
1 主井提升机电控系统的基本功能
1.1数字行程监控功能
主控监控PLC和两个轴编码器是主井提升机完成数字行程监测功能的首要设备。主控监控PLC主要设置在滚筒的输出端，两个轴编码器主要设置在减速器的高速输出端。脉冲信号首先发送到编码器进行编码处理，然后被发送至PLC高速计数单元，经过很多的PLC逻辑计算剖析和处理后，将计数器计数数据和全行程标准数据进行对比，以基于距离和时间获得容器的实际行程距离，计算运行速度并确定M8251读取方向[1]。
1.2提升控制功能
在PLC中输入控制信号和保护信号后，能够使用相关软件控制提升装置的操作，使提升机根据技术要求进行动作。485通讯可用于连接四套可编程控制器和FX2N-BD通讯模块，以完成各自的数据读取，另外，消除转子电阻能减少控制接线，使系统的操作性能更加稳定。
1.3安全保护功能
所有的提升体系有两组回路以确保系统的安全，主控机PLC回路和监控机PLC回路，借助于这两个回路，PLC控制可以实现互相冗余。这两个体系实现的保护重点包括：避免提升过程中发生过卷、避免等速段超速、采取松绳保护及错向保护等。
2 电控系统的结构优化
2.1控制系统
控制系统组件包括：MPI总线、Profibus-DP和S7-300PLC站。MPI将需要的数据存储在配置表中，并进行配置，以保证其系统信息通讯；Profibus-DP使用通讯模块对通讯进行编程，并根据主从协议调用该模块；将三个PLC中的保护PLC设置为主站，另外两个设置为从站，采集的信号主要由模拟量、数字量和编码器计数模块组成。与此同时，通过程序编码来执行提升机信号的命令。箕斗的速度及行程的测量主要是通过记录轴并量化由轴编码器生成的脉冲进行的，测量结果输入至调节系统中，监控并保护提升机。STEP7软件由控制系统提供，为满足提升机的自动、手动和维护，并使加速、停车和其他保护功能有效，主要是利用结构思想及模块思想来实现。
通过完成矿井提升机的命令，再输出相对的保护信号。首先由程序给主控PLC通电，使其作用于高压换向器，再将信号输入至主电动机定子绕组中，电动机启动后依序切断八段电阻，实现自动加速，最后应用于自然的机械性能。
交流提升机操作时，旋转编码器与主电动机一同旋转，再输出A相脉冲与B相脉冲，然后将A相脉冲连接至主控PLC的HSCO对应的A相脉冲输入端，再将B相脉冲连接至与之对应的B相脉冲输入端，主控PLC通过这两个脉冲的相位连接获得了HSCO计数方法[2]。
2.2变频调速系统
DSP+FPGA结构用作变频调速器，拥有管控速度闭环、电流闭环等功能，通过处理器使用32位数字信号。
二极管箝位双三电平拓扑结构用作体系的主回路，逆变结构与整流相同，每相的输入侧串联连接四个功率设备，输出侧和输入侧一致，钳位和续流功能主要通过二极管满足，由直流母线输出三种电平。将三电平结构与两电平结构的功率器进行比较，可降低变频系统的干扰，并有效降低功率器与电动机的电压，两电平结构的开关频率是三电平的两倍，系统的开关损耗明显下降，拓扑结构能够有效提高系统的真实性，对其可维护性也有着重要的影响，还能在设计系统模块化方面发挥作用。
对于系统控制方面，系统在较低的开关频率及相对较小的进线电抗条件下运行，能量能够双向流动，其他功能通过高性能矢量管控方法实现，此方法专门用于完成电动机及功率更改设备的速度，管控电动机的定子和测量电网的功率因数和其他系统指标，最终能够防止变频器对电网造成污染。通过控制PWM电路，输入电流接近正弦波，功率因数接近1。控制目标处在整流侧，能够保证恒定的输入电压和电流的相同或相反的相位，电流的有功和无功控制则需要有源前端技术来满足。给定的无功和有功电流通常经过输入JIANG给定的直流母线电压和实际直流母线电压控制器，而进线侧测量进线电流，再将实际得有功电流和给定得有功电流进行比较。实际得无功电流和给定得无功电流进行比较，实际得有功电流和无功电流通过从三相至两相的旋转转换和坐标转换生成。通过积分控制器、比例控制器和对比环节，调制PWM并导通和关断IGBT生产需要的直流母线电压。电动机产生的能量往往从电网侧流向电动机侧，而在电动机系统机构工作后，直流母线电压上升时，会产生从电动机侧流向电网侧的能量，从而符合四个象限的运行[3]。
2.3上位机监控系统
使用监控软件和PLC可编程控制器来完善信号体系和上位监控系统。如若某矿井使用双核2.5G、4G内存、500G硬盘驱动器来组装PLC工程机，则所选的PLC应当可以远程编程、分析及诊断，并且应该在上位监控系统中安装A4幅面彩色打印机和液晶显示器。借助有关的监控软件，上位监控系统可以正常的满足它的功能，应用的监控软件既能诊断提升机的操作故障，又能在显示器上及时显示故障信息，从而更好地提醒驾驶员并保护提升机。如果安装在上位监控系统中的打印机无法正常操作，则监控系统可以显示打印机的故障状况，与此同时，还会保存相应的记录，以供操作者处理故障时参考，帮助及时排除故障。除正常的显示功能外，该系统中安装的液晶显示器还可以同时显示多个画面。例如，提升机电气控制体系的概况显示等，通过记录煤矿提升机的实际操作次数和日常故障诊断信息，能够高效的处理往后的相似故障。
3 结束语
通过引入可编辑的程序控制器，矿井提升控制系统一是增强了系统判断故障的能力，二是进一步的增强了系统的安全性、真实性和生产效率。实现以上改进后，矿井提升机电气控制系统大大提高了电流及速度等指标，提升了生产效率，还改善了保护、监控运行和其他功能，提升机的真实性可以防止因为变频驱动系统及控制系统的影响，促进矿井的连续生产，提升经济效益与社会效益，为推广此方案提供真实的依据。
参考文献：
[1]刘龙.矿井提升机电控系统的基本功能与改进[J].山东煤炭科技,2017（01）:1-2.
[2]吴立刚.旋转编码器技术在控制中的应用[J].中国高新技术企业,2018（06）:51-52.
[3]柳毛继.高功率因数PWM整流器在串级调速系统中应用[D].电力电子与电力传动,2019（02）:1.