提升绞车的电控改造
时间：2013-04-15 阅读：5967
提升绞车的电控改造
我们对提升绞车的电控改造有非常成熟的工作方案，对不同的情况做不同的配置调整。
变频电控技术说明
一、电控满足下列技术标准和规定
提升机电控系统符合下列文件的规定和基本要求：
1）、《煤矿安全规程》（2007年版）
2）、《金属非金属地下矿山安全规程》（GB16424-1996）
3）、《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》
4）、《JB4263-86交流转动提升机电控设备技术条件》
5）、《工程过程测量和控制装置的电磁兼容性》。（GB/T13926-92）
6）、《外壳防护等级的分类》
7）、《低压配电设计规范》（GB50054-95）。
8）、《电气设备抗干扰特性基本测量方法》（GB4859-84）。
9）、（89）中煤总生机字第128号文件规定的各项保护及后备保护功能
10）、现行国家电工委员会及其它有关标准，进口电气设备遵守电工委员会（IEC）标准。
11）、《电力装置的继电器保护和自动装置的设计规范》（（GB50062-92）
二、主要技术数据
1、主机型号：
2、电机参数：
一、 使用条件
1、 海拔高度：2000m
2、 环境温度：-5℃—30℃
3、 地面安装
二、 技术要求
1、 总体技术方案
提升机的操纵控制方式
全自动控制方式：司机可根据提升信号选择对应的运行方式，通过设定给定的速度自动运行提升循环（仅适应于立井）。
半自动控制方式：司机可根据提升信号选择对应的运行方式，通过按钮以给定的速度自动运行一个提升循环。
手动控制方式：司机可根据提升信号选择对应的运行方式，通过手柄以手动方式运行一个提升循环，手动控制方式应带有方向闭锁。
手动检修运行方式：检修人员在罐笼内检修井筒运行速度为0.5m/s，检修人员在井口检查钢丝绳时的速度也为0.5m/s。检修运行期间，控制台上应有明显的灯光显示。
故障应急开车运行方式：用于PLC故障时，在低于2m/s速度下应急运行。
2 全数字变频调速系统总体技术方案
1） 全数字变频调速系统选用日本宫川变频调速控制器（配提升机软件）。变频调速柜设有强迫通风装置；配置相应装置有效抑制变频器产生的高频谐波，改善变频器输入/输出的电流波形。
2） PLC选用德国西门子S7-200系列可编程控制器。对提升机运行的关键信号（如速度、容器位置、安全保护、减速、过卷、限速等均采用双线保护、互为监视）。
3）主控PLC操作系统能完成提升机半自动、手动、检修及故障应急开车等运行方式的控制要求以及特殊工况的处理。
4） 半自动运行时，司机可通过选择开关开车，系统具有开车联锁、自动选择去向、自动减速、自动停车等功能，司机可选择不同的开车速度。
5）手动操作时，司机可控制油压在0~6Mpazui大压力连续可调，提升速度在0~4m/s额定速度范围内连续可调。
6） 检修运行时，zui大速度为0.5m/s，司机能够实现0~0.5m/s速度的连续可调，或者通过按钮使提升机以0.5m/s的恒定速度运行。
7） 在PLC、监测系统出现局部故障时，提升机能实现低速应急运行，运行速度〈2m/s。
8）监控系统选用触摸屏，实现多画面实时监控，对状态、故障做到准确显示和实时报警；可以在windows系统环境下编程，全汉化显示。
9）整个电控系统采用网络化、人性化设计，充分考虑现场安装和运行， 简化安装和维护。
10）采取必要的硬件、软件抗干扰措施，确保整个系统不受外界电磁、内部供电电源干扰，保证电网电压波形达到GB/T14549-9315）标准的要求。
五、电控系统组成
1、变频器柜（含变频调速和进线） 1套
采用日本宫川变频控制器，主回路为6脉动的矢量控制，配制动单元。其动静态技术性能满足提升机4象限运行要求，满足提升工艺要求的过载能力和安全系数，满足各种工况下力图的要求。
●配置交流进线电抗器，显著减小谐波电流。
●配置制动单元、实现提升机4象限运行。
●手动、半自动速度给定值控制。
●可调斜率的加减速度给定值设定。
●起动防冲击控制（“Ｓ”化曲线给定），在启动制动的过程中使钢绳振动zui小，加、减速度变化率（限制钢丝绳振动的冲击限制值）≤0.4m/s3
●预置起动力矩并与液压制动器的油压曲线形成可靠闭锁，防止起动时容器倒转。
●预置停止力矩并与液压制动器的油压曲线形成可靠闭锁，防止停车时容器倒转。
●具有过电流、堵转、过速、绝缘检测等几十种完善的保护。
●采用变频的矢量控制技术， 实际速度紧跟预定速度变化，速度图从等速段向减速段、减速段向爬行段过渡的平滑性好，与直流电动机拖动的矿井提升机相比，具有更优的调速性能。
●零速启动力矩可达150％，通过力矩补偿，在30秒内，在这基础上还可增加30％-50％额定力矩，因此，重载零速启动平稳，这是现有同类技术所不具备的特性；
●具有很好的堵转特性，堵转电流可以随意设定，并且实际电流值不会超过设定值；
●使用调试方便，通过人机对话单元，根据不同使用场合，
需设定的参数少于30个；
●具有强大的内部软件故障以及外部线路故障的诊断功能，在诊断到故障的情况下，装置首先自动停止工作，防止故障进一步扩大，同时，进行准确的故障报警；
●变频调速柜设有强迫通风装置。双回路380V电源进线，并具有相应的控制、测量和保护功能；两回电源进线采用一用一备。低压辅助电源为电控系统的辅助设备（液压站、润滑站、主电机冷却风机）提供0.22/0.38kV三相电源。其馈出回路选用开关及其它保护、控制、测量和信号元器件。在柜内设不间断电源装置UPS，向一些关键控制设备和PLC供电，以保证低压电源故障后，能够使提升机实现可靠的安全制动和数据保持。
2. PLC网络化操作台 1台
结构为组合式操作台，操作台上装有指示灯、仪表、选择开关、按钮、闸力调整手柄、彩色触摸屏动态显示提升机运行参数及模拟图象等；实现提升机运行的各种控制工艺的要求。
选用的西门子S7-200可编程序控制器，完成对提升机各种设备的控制功能、各种运行工艺的要求和信号连锁要求、提升机的各种安全保护；行程位置给定功能、完成数字监控器的功能和相应的保护、完成对安全回路的监视和保护。PLC各信号接口有一定的余量。
主控PLC由电源、CPU、通讯、高速计数、模拟量I/O、数字量I/O、调制解调器等硬件模块组成；主控PLC应用软件能完成提升机手动、半自动、检修、紧急控制开车及低速爬行等运行方式的控制要求以及特殊工况（如运输爆破器材、长材）等。应与提升信号系统之间相互闭锁。实现对调速系统行程速度给定的控制。
控制与监视提升系统各路电源，并应对强迫通风机实现顺序联锁控制：
起动顺序： 风机----变频器----电机
停车顺序： 电机----变频器----风机
闸控系统：
实现提升机液压制动系统控制功能。工作闸采用0-10V自动调节，运行时由起动信号和停车信号控制工作闸的开合,用于制动油压的调整。并且在闸控回路中含有与安全回路的硬件和软件的联锁。
实现连续速度包络线监测保护和逐点速度监测保护功能。
实现数字行程给定功能，定位精度≤±1厘米，并实现数字行程罐位位置显示，在井筒内设置同步开关对光电编码器进行同步校正。完成提升机位置闭环控制，实现位置的多重同步监测、校验等功能。
实现PLC故障状态下的低速故障开车功能。
紧急停车保护功能按下列三类设置：
●立即施闸的紧急停车，与安全回路联报警和自动断电的信号，包括：提升容器上、下过卷、高、低压电源断电、过压及缺相保护、减速段超速、等速段超速、容器到终端时速度超过2m/s（2m/s定点超速）、制动系统油压故障、钢丝绳松绳故障、错向操作、快开跳闸、主回路过压、主回路接地、深度指示短线、PLC故障、松绳、急停等。
●首先按设定减速度减速，然后紧急停车的信号，包括：信号电源欠压、制动油.
●温高、制动油温偏低、闸瓦磨损、弹簧疲劳、主电机超温等。
●完成本次提升后，不允许再次开车的信号，包括：主机轴瓦过热、变压器温度偏高、润滑故障等。
软件和硬件冗余的安全回路（现场安全事故信号采用继电器隔离后进PLC，利用PLC内部安全回路和外部继电器安全回路共同构成两重安全保护。在PLC内部也可设置多重保护回路，以实现对各种故障的综合判断。具有所要求的各种保护）；
网络化控制、模块化组件、组合柜结构，减少设备与设备之间的连线，同时出厂时将设备组成系统进行联调。
除常规保护外，还具有下述保护：
1 深度指示器断轴保护；
2 减速点后备保护；
3 井口2m/s限速保护；
4 错向保护；
5 二级制动解除保护；
6 减速段超速保护；
7 自动换向；
8 安全回路由PLC内部和外部AC回路串联实现；
9 操作台上装有指示灯、仪表、选择开关、按钮;能实现提升机运行的各种控制工艺的要求。
10 仪表主要显示的内容：罐位数字深度指示器及柱式模拟深度指示、提升速度、电机电压、电机电流、制动油压、可调闸电流、润滑油压等。。
11 指示灯的内容包括：提升机运行状态指示、信号指示和安全状态指示两大类。
选择开关及按钮包括：运行方式选择开关、过卷复位开关、自锁式紧急制动按钮、半自动开车按钮、实验按钮（或开关）等。
●监控PLC由主机架、电源板、CPU板、通讯板、高速计数板、模拟量I/O板、数字量I/O 板等模板组成。有独立的安全保护环节，与主控PLC互相监视，协同工作。
●仪表主要显示的内容：罐位数字深度指示器及柱式模拟深度指示、提升速度、制动油压、可调闸电流、电源电压等。
●组合指示灯的内容包括：提升机运行状态指示、信号指示和安全状态指示两大类。
●选择开关及按钮包括：运行方式选择开关、过卷复位开关、自锁式紧急制动按钮、半自动开车按钮、实验按钮（或开关）等。
3.脉冲编码器（含传动机构） 3套
根据控制功能的要求,操作控制用轴编码器一台,以及保护用测速发电机一台（随主机）。编码器信号送入PLC中，进行独立测量、运算，完成系统控制及保护。轴编码器和测速机之间的速度相互监测。作为两路*独立的行程监控器的位置信号，通过网络通讯，两路数字监控器相互比较、冗余控制，实现速度的包络线保护、钢绳滑动、位置闭环控制，确保数字监控器的准确、可靠、安全。
数字监控器的位置信号参与系统的位置闭环控制，并在操作台上及上位计算机上进行深度及速度显示。
4.触摸屏监控系统 1套
选用一台。
采用原装工业控制触摸屏作为监控系统，该屏与控制用的PLC通过电缆进行数据通讯。实际运行过程中，对提升机运行过程的动、静态参数及可能危及提升机正常运行的设备进行监测监控，实现全汉字化界面、图表显示，具有对提升机系统发生的轻重故障进行诊断和保存，实现综合后备保护功能。
监控软件实现：
●提升系统动静态画面生成（如提升过程动态，显示速度动态曲线-给定与实际，电流动态曲线，提升容器位置动态显示、可调闸电流、制动力矩的动态显示等）。
●具有对提升机系统发生的轻重故障进行诊断，实现综合后备保护功能；能显示故障发生的位置、、原因以及故障前的有关数据参数，对深度、速度实时值、提升种类、信号情况进行实时显示。
5.全套系统供货清单
| 提升机交流变频系统 | |||
| 名 称 | 数量 | 型 号 | 说 明 |
| 电源控制柜 | 1台 | PCG | 进线开关、过流保护等 |
| 变频控制柜 | 1台 | BPG | 制动单元、变频控制器 |
| 制动控制柜 | 1台 | ZDG | 制动电阻 |
| 网络操作台 | 1台 | CZT404 | 西门子PLC S7-200 |
| 轴编码器 | 3套 | LF | 威海华控 |
| 过卷开关 | 1套 | LX14 | 过卷保护用开关 |
| 控制继电器 | 套 | | 施耐德、西门子 |
| 进线电抗器 | 1套 | | 天开 |
| UPS电源 | 1套 | | 美国山特 |
| 稳压电源 | 1套 | CVT-1000 | 电一（主令控制柜内） |
| 监控系统 | 1套 | S-VIEW | 彩色触摸屏（10.4寸）+监控软件 |
6.人性化设计：
在追求技术*型的同时，也注重电控设备人性化的设计。
造型美观大方： 电控设备均采用标准尺寸型材柜，配色喷塑，双旋转门结构，指示、仪表、操作一目了然。
全中文化标识 所有指示、操作、执行等元件标识全部中文化，使操作维护人员无须查看图纸，任意元件的控制作用一目了然。
柜内照明 所有单柜内均安装照明设备，照明电源独立供电，便于安装和维护。
柜门贴图 在每个柜体的前后门适当位置张贴原理图和外部连线图，*地方便维护人员查找故障点。任何时候，来车房检修的时候，都不用带图纸。