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【论文摘要】本文主要阐述了提升机综合后备保护装置在提升绞车中的作用，新型综合后备保护装置与传统单片机型综合后备保护装置的区别，该装置的工作原理和特性。
【关键词】综合后备保护装置 提升机 区别
中图分类号：TS108.8
一、概述
矿井提升机是矿山生产过程中的大型关键设备，其任务是用于升降人员和设备、提升矿石以及下放材料等。矿井提升机的工作特点是在一定的距离内，以较高的速度往复运行，完成提升或下放任务。故矿山提升设备应具有良好的机械特性、先进的控制设备和安全的保护装置，它的性能和安全可靠程度将直接影响职工的生命安全。在工作过程中一旦发生机械或电气故障，就会严重地威胁矿井的安全。虽然矿井提升机本身有一些保护措施，但由于煤矿作业的复杂性、环境的恶劣性和研究的局限性，有些保护措施未达到预期效果，致使煤矿生产中仍存在由于提升系统造成的重大人员伤亡和设备损坏事故。因此，素有“矿山咽喉”之称。
提升机综合后备保护装置与提升机电控系统不属于同一个系统，提升机电控系统为主系统，提升机综合后备保护装置为辅助保护装置，为提升绞车提供与绞车电控系统互相独立的保护系统。煤矿要求提升机电控系统和提升机综合后备保护装置在使用中都不允许出现误动作，因此提升机综合后备保护装置在煤矿提升中的重要地位是显而易见的。南山煤矿现使用KHT149提升机综合后备保护仪，经过一年多的运行，使用效果良好。
二、使用提升机后备保护的优势及主要功能
矿井提升机本身带有一些保护装置，但由于监控方法和手段的局限性以及矿井中相对恶劣的环境，常使这些保护装置失效，人们为了增强对提升机的保护，做出了许多尝试，经理论与实践的证明，为提升机增加一套后备保护装置是提高其安全性的非常有效的方法。
（一）主要优势
1、使用提升机后备保护装置进一步完善了电控系统的保护功能，提高了提升机的安全水平，防止了重大提升事故的发生。
2、后备保护装置独立于原有提升机电控系统，只是在后备保护功能动作时才与提升机电控系统中的减速回路和安全回路相联系。当安全回路动作时可具有自动复位功能。
3、性能稳定，抗干扰性强。不同的提升机房，电磁干扰强弱差别很大，该仪器具有较强的抗干扰能力。
4、后备保护装置安装、使用、维护方便。并具有完善的自检功能，一旦后备保护装置出现故障，它能通过自检迅速判断故障部位，及时排除故障。
（二）主要功能
1、显示功能
提升容器位置（深度、斜坡长）显示——对容器在井筒中运行位置进行动态显示。
速度显示—一动态显示提升容器在整个过程中的瞬时速度。
提升次数显示——自动记录显示提升机次数。
2、保护功能
等速段超速保护——在等速段的瞬时速度超过最大提升速度15%时，保护仪发出声光报警信号，并发出制动信号。
自动减速——容器到达减速点时，保护装置发出自动减速控制信号并有声光提示。
减速段保护——在减速段对提升机瞬时速度实行包络线保护，近井口实现限速保护。
深度指示器失效保护——深度指示器失效后，保护装置发出声光报警信号，并且在接近井口时发出制动信号。
卡箕斗保护——当提升箕斗/罐笼被卡住时发出保护控制信号，并伴有声光报警。
过卷保护——当提升容器超过正常终端位置的O.5米时，发出制动信号并有声光信号提示。
设置假井口——当需要做一些接近井口的实际情况试验时，将更加方便、更加安全。
三、提升机后备保护升级改造原因
（一）关于PLC型提升机后备保护与单片机型提升机后备保护的区别：
KHT149型提升机后备保护使用的是可编和控制器及技术，有抗干扰能力强、可靠性高、操作简便和免维护等优点，广泛应用于提升机的保护与控制。而采用单片机为技术的后备保护，因其可靠性差，操作调试困难、抗干扰能力弱与技术落后等缺点，正逐渐被工业领域所淘汰。下面以几个方面来比较二者的区别：
①可编程控制器是一台工业控制计算机，是为工业领域使用而专门设计的，其可靠性达到了工业要求；而单片机只是一块芯片，必须配合外围电路才能工作，大多适用于民用产品。
②采用PLC为核心技术的提升机后备保护软件在现场可根据需要随意调整，调试操作方便，包括其提升机所有参数都可调整，在安装调试时，只需要提升机走一遍就可以自动设置。而单片机式的现场调试程序不方便，给用户带来很大不便。
③PLC型后备保护可以配合中文液晶显示屏使用，显示直观易懂，而单片机一般不会配备中文显示屏。
④PLC型后备保护可靠性高，PLC的平均无故障工作时间为30万小时，大大高于单片机的工作时间。
⑤PLC的运算能力达到32位，高速计数频率达20KHZ，而现在大多的单片机型（8051系统）运算能力只有8位。所以PLC型的不会出现丢失脉冲和跳数现象。
⑥PLC提升机后备保护系统可高精度地实现对提升过程的程序控制；可实现对速度、电流矢量的数字变化，对提升机进行闭环调节；可实现行程、速度等重要参数及提升状态的监视；提高了系统的安全可靠性，降低了电力消耗。与单片机相比PLC的功能完善，扩展性能良好，易更新，且抗干扰能力强。
（二）2012年9月份和10月份分别对新井2.25M绞车和新井3.25M绞车更换提升机综合后备保护装置，由于绞车后备保护仪器达到了规定的使用年限，内部电气元件老化，可能导致失灵或误操作情况，为保证保护设备正常可靠，将原单片机型后备保护（型号为M12-3B）更换为新型后备保护装置（型号为KHT149）。
（三）该新型后备保护装置（型号为KHT149）主机电路采用现代化工业自动化系统成熟的技术和新型结构，由西门子可编程控制器（PLC）和西门子触摸屏（TP）等电路模块构成，体积小、功能强、程序设计简单、维护方便、稳定性和可靠性高等优点。特别是人机界面采用了触摸屏后，操作更加直观方便。
四、新型后备保护装置（型号为KHT149）的结构特征与工作原理特性
一.KHT149型煤矿地面立井提升机综合后备保护装置由主机、位置/速度传感器、深度指示器失效传感器（带深度指示器的提升绞车）、井筒传感器、信号电缆构成。
二..工作原理和特性
主机对安装在电机或减速机轴端的位置/速度传感器产生的脉冲信号进行计数，再经过井筒校正传感器的同步置数校正和脉冲量化处理，间接检测计算出提升容器的提升行程s和提升运行速度v；将检测出的提升行程s、提升速度v进行数码转换、显示处理，显示在主机触摸屏上；装置根据检测、计算出的提升行程s、提升速度v，按照有关保护设定对提升机行程和速度实现监视保护和后备保护；深度指示器失效保护是主机通过对深度指示器失效传感器和位置/速度传感器两路脉冲信号按比例进行比较，检测深度指示器丝杠的转动量与滚筒是否同步来判别深度指示器是否工作正常或失效；上提时装置经过右上减速开关，下放时经过左下减速开关能自动发出减速控制信号，并伴有声光信号，减速继电器动作，使被控系统能自动投入减速运行。
作者简介：
李玮峰，（1986.11- ）男，大学学历，2009年毕业于黑龙江科技学院自动化专业，现在龙煤鹤岗分公司南山煤矿从事技术工作。
【关键词】综合后备保护装置 提升机 区别
中图分类号：TS108.8
一、概述
矿井提升机是矿山生产过程中的大型关键设备，其任务是用于升降人员和设备、提升矿石以及下放材料等。矿井提升机的工作特点是在一定的距离内，以较高的速度往复运行，完成提升或下放任务。故矿山提升设备应具有良好的机械特性、先进的控制设备和安全的保护装置，它的性能和安全可靠程度将直接影响职工的生命安全。在工作过程中一旦发生机械或电气故障，就会严重地威胁矿井的安全。虽然矿井提升机本身有一些保护措施，但由于煤矿作业的复杂性、环境的恶劣性和研究的局限性，有些保护措施未达到预期效果，致使煤矿生产中仍存在由于提升系统造成的重大人员伤亡和设备损坏事故。因此，素有“矿山咽喉”之称。
提升机综合后备保护装置与提升机电控系统不属于同一个系统，提升机电控系统为主系统，提升机综合后备保护装置为辅助保护装置，为提升绞车提供与绞车电控系统互相独立的保护系统。煤矿要求提升机电控系统和提升机综合后备保护装置在使用中都不允许出现误动作，因此提升机综合后备保护装置在煤矿提升中的重要地位是显而易见的。南山煤矿现使用KHT149提升机综合后备保护仪，经过一年多的运行，使用效果良好。
二、使用提升机后备保护的优势及主要功能
矿井提升机本身带有一些保护装置，但由于监控方法和手段的局限性以及矿井中相对恶劣的环境，常使这些保护装置失效，人们为了增强对提升机的保护，做出了许多尝试，经理论与实践的证明，为提升机增加一套后备保护装置是提高其安全性的非常有效的方法。
（一）主要优势
1、使用提升机后备保护装置进一步完善了电控系统的保护功能，提高了提升机的安全水平，防止了重大提升事故的发生。
2、后备保护装置独立于原有提升机电控系统，只是在后备保护功能动作时才与提升机电控系统中的减速回路和安全回路相联系。当安全回路动作时可具有自动复位功能。
3、性能稳定，抗干扰性强。不同的提升机房，电磁干扰强弱差别很大，该仪器具有较强的抗干扰能力。
4、后备保护装置安装、使用、维护方便。并具有完善的自检功能，一旦后备保护装置出现故障，它能通过自检迅速判断故障部位，及时排除故障。
（二）主要功能
1、显示功能
提升容器位置（深度、斜坡长）显示——对容器在井筒中运行位置进行动态显示。
速度显示—一动态显示提升容器在整个过程中的瞬时速度。
提升次数显示——自动记录显示提升机次数。
2、保护功能
等速段超速保护——在等速段的瞬时速度超过最大提升速度15%时，保护仪发出声光报警信号，并发出制动信号。
自动减速——容器到达减速点时，保护装置发出自动减速控制信号并有声光提示。
减速段保护——在减速段对提升机瞬时速度实行包络线保护，近井口实现限速保护。
深度指示器失效保护——深度指示器失效后，保护装置发出声光报警信号，并且在接近井口时发出制动信号。
卡箕斗保护——当提升箕斗/罐笼被卡住时发出保护控制信号，并伴有声光报警。
过卷保护——当提升容器超过正常终端位置的O.5米时，发出制动信号并有声光信号提示。
设置假井口——当需要做一些接近井口的实际情况试验时，将更加方便、更加安全。
三、提升机后备保护升级改造原因
（一）关于PLC型提升机后备保护与单片机型提升机后备保护的区别：
KHT149型提升机后备保护使用的是可编和控制器及技术，有抗干扰能力强、可靠性高、操作简便和免维护等优点，广泛应用于提升机的保护与控制。而采用单片机为技术的后备保护，因其可靠性差，操作调试困难、抗干扰能力弱与技术落后等缺点，正逐渐被工业领域所淘汰。下面以几个方面来比较二者的区别：
①可编程控制器是一台工业控制计算机，是为工业领域使用而专门设计的，其可靠性达到了工业要求；而单片机只是一块芯片，必须配合外围电路才能工作，大多适用于民用产品。
②采用PLC为核心技术的提升机后备保护软件在现场可根据需要随意调整，调试操作方便，包括其提升机所有参数都可调整，在安装调试时，只需要提升机走一遍就可以自动设置。而单片机式的现场调试程序不方便，给用户带来很大不便。
③PLC型后备保护可以配合中文液晶显示屏使用，显示直观易懂，而单片机一般不会配备中文显示屏。
④PLC型后备保护可靠性高，PLC的平均无故障工作时间为30万小时，大大高于单片机的工作时间。
⑤PLC的运算能力达到32位，高速计数频率达20KHZ，而现在大多的单片机型（8051系统）运算能力只有8位。所以PLC型的不会出现丢失脉冲和跳数现象。
⑥PLC提升机后备保护系统可高精度地实现对提升过程的程序控制；可实现对速度、电流矢量的数字变化，对提升机进行闭环调节；可实现行程、速度等重要参数及提升状态的监视；提高了系统的安全可靠性，降低了电力消耗。与单片机相比PLC的功能完善，扩展性能良好，易更新，且抗干扰能力强。
（二）2012年9月份和10月份分别对新井2.25M绞车和新井3.25M绞车更换提升机综合后备保护装置，由于绞车后备保护仪器达到了规定的使用年限，内部电气元件老化，可能导致失灵或误操作情况，为保证保护设备正常可靠，将原单片机型后备保护（型号为M12-3B）更换为新型后备保护装置（型号为KHT149）。
（三）该新型后备保护装置（型号为KHT149）主机电路采用现代化工业自动化系统成熟的技术和新型结构，由西门子可编程控制器（PLC）和西门子触摸屏（TP）等电路模块构成，体积小、功能强、程序设计简单、维护方便、稳定性和可靠性高等优点。特别是人机界面采用了触摸屏后，操作更加直观方便。
四、新型后备保护装置（型号为KHT149）的结构特征与工作原理特性
一.KHT149型煤矿地面立井提升机综合后备保护装置由主机、位置/速度传感器、深度指示器失效传感器（带深度指示器的提升绞车）、井筒传感器、信号电缆构成。
二..工作原理和特性
主机对安装在电机或减速机轴端的位置/速度传感器产生的脉冲信号进行计数，再经过井筒校正传感器的同步置数校正和脉冲量化处理，间接检测计算出提升容器的提升行程s和提升运行速度v；将检测出的提升行程s、提升速度v进行数码转换、显示处理，显示在主机触摸屏上；装置根据检测、计算出的提升行程s、提升速度v，按照有关保护设定对提升机行程和速度实现监视保护和后备保护；深度指示器失效保护是主机通过对深度指示器失效传感器和位置/速度传感器两路脉冲信号按比例进行比较，检测深度指示器丝杠的转动量与滚筒是否同步来判别深度指示器是否工作正常或失效；上提时装置经过右上减速开关，下放时经过左下减速开关能自动发出减速控制信号，并伴有声光信号，减速继电器动作，使被控系统能自动投入减速运行。
作者简介：
李玮峰，（1986.11- ）男，大学学历，2009年毕业于黑龙江科技学院自动化专业，现在龙煤鹤岗分公司南山煤矿从事技术工作。