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[摘要]：矿井提升机是矿山企业的关键机电设备，对矿井的生产及安全起着非常重要的作用。矿井提升机通过提升钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在矿井中升降，与装卸装置、封闭井塔、天轮等组成矿井提升设备，完成井下与地面之间输送物料和人员的任务。矿井提升机提升量大、速度高，这样就对提升机运行的安全性和稳定性要求更高。
[关键词]：电控系统 改造 可编程控制器
中图分类号：TP11 文献标识码：TP 文章编号：1009-914X（2012）32- 0564-01
潞安矿业集团王庄煤矿主立井提升机主要由电动机、减速器、卷筒、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统组成，采用交流电动机驱动。原TKD-A电控系统采用的是“异步电机+ 转子串电阻加速+ 高压接触器换向+ 动力制动减速 + 继电器控制”方式，电控系统主要是由继电器、接触器、磁放大器等分立元器件构成，乃属我矿竖井生产的“心脏”控制设备，但由于本系统的绝大部分控制元件是由有触点系统组成，经过十几年的使用后，存在触点氧化、接触不良、弹簧疲劳、安全保护不完善等缺点，现有的提升系统的安全性能已很难满足人员、设备和矿山生产能力的要求，存在重大的安全隐患。
该系统自动化程度低，实际运行中存在设备使用效率低、耗能大、故障率高、故障后备保护不完善等缺点，本系统主要存在以下几个方面的问题：
1.电机转子回路采用交流接触器切换串接电阻进行调速的方式，高压侧用高压接触器进行方向切换，由于长时间运行，动作频繁，接触器触头严重燒蚀、线圈弹簧老化、振动噪声大、故障率高、日常维修量大；
2.系统的主控制屏采用复杂的背后布线方式，电气接点和控制元件多，各电气元件参数调整及配合困难，一旦发生故障时，查找故障难度大，造成修复时间长，从而严重影响正常的 生产；
3.电气制动保护采用桥式整流输出电路，其触发电路由磁放大器、电阻和其他电子元件共同组成，由于各分立元件之间电气参数差异大、电气接点多、调整困难、故障率高，系统的运行速度特性较差。
4.系统保护较为单调，运行时完全依靠操作司机手上的工作闸控制工作闸电流进行控制提升速度，这就要求司机注意力要高度集中，操作司机劳动强度大容易疲劳，稍有不慎即有可能出现安全事故。
5.因部分控制元器件属于国家已淘汰的产品，目前在市场上很难购买到，配件采购困难，只能采用一些质次价高的小厂产品，造成生产中因配件不足或配件质量无法保证而影响维修质量、延误维修时间以及影响生产，提升机只好多次长时间带病运行。
为了解决上述问题，我矿机电人员经过充分市场调研和性能对比分析后，决定在保留原有的高压开关柜、交流电动机、调速电阻、润滑站、制动油站、深度指示器及信号系统等的前提下，对现有的电控系统进行TKD-PC升级改造，并由天津民意有限责任公司负责改造工作的实施。
TKD-PC电控系统核心控制元件采用德国西门子系列可编程控制器，技术先进，它代替了很多定时器、继电器、时钟和接触器所实现的功能，取代了数以万计的继电器设备，而它使得控制柜的体积变得更小，而且随时能够扩展其功能。并且技术人员可方便地对系统进行编程、调试，以及在系统正常提升过程中对 各种运行参数实现检测、监控等功能，其主要性能介绍如下。
1.该系统在保留TKD-A系统原有保护的基础上增加了以下保护：主令控制手柄零位联锁、方向记忆、定点过速、减速过速、低频制动电源联锁、调绳联锁、PLC输出安全制动继电器联锁等保护；安全回路由PLC内部和外部AC安全回路串联实现保护冗余。
2.运行时工况。设备全参数监视，第一故障记忆、显示；同时在全矿停电时提升机仍然能可靠实现二级制动保护；
3.该系统具有“手动、半自动”开车方式；工作方式可供操作司机自由切换，操作灵活、方便可靠；大大降低了操作司机的劳动强度，使提升系统的安全性能和生产能力得到显著提高；
4.将动作频繁的高压接触器用高压真空接触器取代，大功率晶闸管取代低压接触器进行无触点控制切换转子回路的电阻，运行噪声低、可靠性高。
5.用低频制动电源柜取代动力制动柜，无级调速、闭环控制，而且其本身具有多重保护，维修量极低。采用低频制动，减少设备冲击，可实现提升机的平稳运行。提升机低频拖动在减速阶段使电动机运行在再生发电制动区内，在爬行阶段提升系统的电机由制动状态到电动状态是自然过渡的，整个过程由PLC按预先给定参数自动参与控制，直到自动停车，速度闭环特性好、精度高、日常维修量小；
6.该系统减少了大量接触器、继电器、磁放大器和其他分立元件，极大地简化了设备与设备之间的连线，减少了外部接线达60%以上，它不仅保留了原系统有的功能，而且比原系统增加若干保护环节，完善各种故障后备保护，极大地降低了故障率，减少维修时间，系统的安全性能得到了有力的保证；
7.采用计算机监控，不仅可方便对可编程控制器进行编程、调试和实现在线监控功能，而且具有故障记忆和显示功能，具有保留最近10次故障的功能号码和最后一次故障的参数，有利于维修人员故障查找，减少故障停机时间。
总之，本次PLC-PC电控系统改造所需的费用少、工期短，而系统的可靠性和安全性显著提高，各种参数显示直观明了，运行平稳，操作简单，日常维修量少，生产时间得到充分的保证。
刘剑华（1970.12—— ） 山西长治人 潞安王庄煤矿机运一队 高级技师 从事机电设备管理工作
参考文献：
1、卢 燕 PLC与提升机电控系统 矿山机械 1999
2、李向真 用PLC改造矿井提升机控制系统 矿业安全与环保
3、范永胜 电气控制与PLC应用 中国电力出版社
[关键词]：电控系统 改造 可编程控制器
中图分类号：TP11 文献标识码：TP 文章编号：1009-914X（2012）32- 0564-01
潞安矿业集团王庄煤矿主立井提升机主要由电动机、减速器、卷筒、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统组成，采用交流电动机驱动。原TKD-A电控系统采用的是“异步电机+ 转子串电阻加速+ 高压接触器换向+ 动力制动减速 + 继电器控制”方式，电控系统主要是由继电器、接触器、磁放大器等分立元器件构成，乃属我矿竖井生产的“心脏”控制设备，但由于本系统的绝大部分控制元件是由有触点系统组成，经过十几年的使用后，存在触点氧化、接触不良、弹簧疲劳、安全保护不完善等缺点，现有的提升系统的安全性能已很难满足人员、设备和矿山生产能力的要求，存在重大的安全隐患。
该系统自动化程度低，实际运行中存在设备使用效率低、耗能大、故障率高、故障后备保护不完善等缺点，本系统主要存在以下几个方面的问题：
1.电机转子回路采用交流接触器切换串接电阻进行调速的方式，高压侧用高压接触器进行方向切换，由于长时间运行，动作频繁，接触器触头严重燒蚀、线圈弹簧老化、振动噪声大、故障率高、日常维修量大；
2.系统的主控制屏采用复杂的背后布线方式，电气接点和控制元件多，各电气元件参数调整及配合困难，一旦发生故障时，查找故障难度大，造成修复时间长，从而严重影响正常的 生产；
3.电气制动保护采用桥式整流输出电路，其触发电路由磁放大器、电阻和其他电子元件共同组成，由于各分立元件之间电气参数差异大、电气接点多、调整困难、故障率高，系统的运行速度特性较差。
4.系统保护较为单调，运行时完全依靠操作司机手上的工作闸控制工作闸电流进行控制提升速度，这就要求司机注意力要高度集中，操作司机劳动强度大容易疲劳，稍有不慎即有可能出现安全事故。
5.因部分控制元器件属于国家已淘汰的产品，目前在市场上很难购买到，配件采购困难，只能采用一些质次价高的小厂产品，造成生产中因配件不足或配件质量无法保证而影响维修质量、延误维修时间以及影响生产，提升机只好多次长时间带病运行。
为了解决上述问题，我矿机电人员经过充分市场调研和性能对比分析后，决定在保留原有的高压开关柜、交流电动机、调速电阻、润滑站、制动油站、深度指示器及信号系统等的前提下，对现有的电控系统进行TKD-PC升级改造，并由天津民意有限责任公司负责改造工作的实施。
TKD-PC电控系统核心控制元件采用德国西门子系列可编程控制器，技术先进，它代替了很多定时器、继电器、时钟和接触器所实现的功能，取代了数以万计的继电器设备，而它使得控制柜的体积变得更小，而且随时能够扩展其功能。并且技术人员可方便地对系统进行编程、调试，以及在系统正常提升过程中对 各种运行参数实现检测、监控等功能，其主要性能介绍如下。
1.该系统在保留TKD-A系统原有保护的基础上增加了以下保护：主令控制手柄零位联锁、方向记忆、定点过速、减速过速、低频制动电源联锁、调绳联锁、PLC输出安全制动继电器联锁等保护；安全回路由PLC内部和外部AC安全回路串联实现保护冗余。
2.运行时工况。设备全参数监视，第一故障记忆、显示；同时在全矿停电时提升机仍然能可靠实现二级制动保护；
3.该系统具有“手动、半自动”开车方式；工作方式可供操作司机自由切换，操作灵活、方便可靠；大大降低了操作司机的劳动强度，使提升系统的安全性能和生产能力得到显著提高；
4.将动作频繁的高压接触器用高压真空接触器取代，大功率晶闸管取代低压接触器进行无触点控制切换转子回路的电阻，运行噪声低、可靠性高。
5.用低频制动电源柜取代动力制动柜，无级调速、闭环控制，而且其本身具有多重保护，维修量极低。采用低频制动，减少设备冲击，可实现提升机的平稳运行。提升机低频拖动在减速阶段使电动机运行在再生发电制动区内，在爬行阶段提升系统的电机由制动状态到电动状态是自然过渡的，整个过程由PLC按预先给定参数自动参与控制，直到自动停车，速度闭环特性好、精度高、日常维修量小；
6.该系统减少了大量接触器、继电器、磁放大器和其他分立元件，极大地简化了设备与设备之间的连线，减少了外部接线达60%以上，它不仅保留了原系统有的功能，而且比原系统增加若干保护环节，完善各种故障后备保护，极大地降低了故障率，减少维修时间，系统的安全性能得到了有力的保证；
7.采用计算机监控，不仅可方便对可编程控制器进行编程、调试和实现在线监控功能，而且具有故障记忆和显示功能，具有保留最近10次故障的功能号码和最后一次故障的参数，有利于维修人员故障查找，减少故障停机时间。
总之，本次PLC-PC电控系统改造所需的费用少、工期短，而系统的可靠性和安全性显著提高，各种参数显示直观明了，运行平稳，操作简单，日常维修量少，生产时间得到充分的保证。
刘剑华（1970.12—— ） 山西长治人 潞安王庄煤矿机运一队 高级技师 从事机电设备管理工作
参考文献：
1、卢 燕 PLC与提升机电控系统 矿山机械 1999
2、李向真 用PLC改造矿井提升机控制系统 矿业安全与环保
3、范永胜 电气控制与PLC应用 中国电力出版社