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【摘要】矿井提升是矿井生产的一个重要环节，煤矿用的较多的是矿井提升机，它联系起地面与井内输送。现有矿井提升机控制系统常采用继电器-接触器组成的控制系统，但这种控制系统存在较多的缺点，比如速度控制不稳等。为了提升矿井提升机的运行可靠性，我们提出对该类矿井提升机的电控系统采用PLC控制的交一交变频器调速进行改造。改造后的提升机电控调速系统与原有交流电机串电阻调速方式相比，调速性能大为提高，而且安全性、可靠性和生产效率都有所提高。
【关键词】矿井提升机；电控；改造
前言
矿井提升机是矿山机械中重要机种。输送工作人员、设备、材料以及提升矿石、废石等任务都需要矿井提升机承担。因此，矿井提升机的安全运行不仅可以保证矿井生产的正常进行，保障煤矿工人的生命安全，而且直接关系到煤矿的生产状况和经济效益。
1、提升机电控系统的缺点
现有矿井提升机电控采用的交流绕线式电动机串金属电阻调速系统，属于绕线式异步电动机转子回路串金属电阻调速，该系统金属电阻的投切用继电器一交流接触器控制。系统运行中主要有以下缺点：
（1）电机转子回路串电阻调速方法是通过分合串联在转子回路多级电阻。这种调速方法操作简单方便，投资少，同时也存在很多不足：①在提升机反复的启动以及制动的工作过程当中。电机转子串联电阻进行调速也会产生很大的能量损耗。同时由于启动和换挡时会有电流的冲击，也会产生一定的谐波污染，不但造成了电能的浪费而且会危害设备的安全，②调速范围小，特别是当负载波动时恒定的减速控制较难实现。电机的正转反转控制由接触器完成且电机存在滑环等因素.控制电路会随着元件的磨损，工作特性变差，控制度降低，容易出现故障。
（2）电控系统运行时，调速过程中交流接触器动作频繁，往往设备运行一段时间后，交流接触器主触头会出现氧化现象，容易引起设备故障；
（3）交流绕线式电动机串金属电阻调速系统属于有级调速，调速平稳性差。提升机在爬行和减速阶段的速度控制性差，会对钢丝绳等其它提升设备造成不可避免的机械损伤，也容易造成停车位置不准确。
2、提升机电控系统优化改造
电控系统控制的核心对象是矿井提升机，提升机的运行应该按照预定的力图和速度图，实现平稳启动、等速运行、减速运行、爬行和停车，而且在运行过程中要有较好的安全性和可靠性。那么可以选用PLC控制系统构造的交流提升机系统。
2.1 系统的优化，
（1） 变频调速。从交流电机的转速公式n=60f（1一s）/p可以看出.通过改变电源的频率f.就可以实现交流电机的调速。这种调速方法和转子侧串联电阻来进行调速相比。变频调速具有非常大的优势：①电能的利用率高，功率因数几乎达到1。对装有AFE变频器的电控系统可以安装在重物下放过程中势能转化成电能系统，具有较高的电能利用效率，而且对电网电流没有谐波污染。②具有启动时转矩大，启动和加速所需电流较小。所以对电网和设备的破坏性小，能完成提升机的恒定减速制动、无级调速或者恒定加速，较好的预防过卷、过放事故的发生。③启动和加减速制动平稳，减小了对钢绳的机械损伤，延长了钢绳的使用寿命。④变频调速控制电机和绕线式电机比，结构简单，体积小，电机没有换相器件.无需特殊维护等。
（2）老式电控中的继电器单元由PLC来替代。这种方法减少了速度继电器和方向继电器等的使用.控制线路得到了简化。而且PLC软件控制可方便的实现对编码器的深度值进行比较以及错向，还可以堵转.编码器的等速过速。大大提高了控制系统的安全性和可靠性。
2.2 PLC电控矿井提升机
常用PLC电控矿井提升机的构成有：①主控PLC电路（主要实现PLC电控系统内部电路）、②提升行程检测与显示电路（主要实现提升机的实时位置检测与主画面的显示）、③提升速度检测（主要实现提升机速度检测）、④提升信号电路（主要实现提升机接收启动或停车信号）、⑤主电路（主要实现矿井提升机的主电路系统，包括电动机、制动系统等）。
电控系统控制的核心对象是矿井提升机，提升机的运行应该按照预定的力图和速度图，实现平稳启动、等速运行、减速运行、爬行和停车，而且在运行过程中要有较好的安全性和可靠性。其运行方式有正常状态和故障状态，我们主要介绍正常状态下的操作运行，即启动———加速运行———恒速运行———减速运行———停车。
（1）启动。首先确认主令手柄在零位电控系统，以保证能接收到开车信号；然后，等待井口发出开车信号，收到信号后启动液压油泵和润滑油泵，等待润滑油压力超过电接点压力表上最低设定油压值；最后允许开车。若上述过程出现故障，则必须等待维修人员排除故障之后，再按故障复位按钮复位PLC所记忆的故障之后，再重复以上步骤。
（2）加速运行。启动后，在保证提升机运行稳定的前提下通过缓慢推动主令控制器手柄使得继电器合闸，继而提升机速度得到提升。
（3）恒速运行。提升机速度达到恒速时，控制线路不发生变化。
（4）减速运行。实时观测提升机的运行位置，当达到减速需要时，会有操作台减速灯的提示。在减速阶段时，有两种操作方式：①断开主电机高压电源，提升机主电机处于断电状态，在惯性的作用下继续运行，同时受到外力缓慢减速。②保持主电机高压电源，根据提升机的实际运行状态缓慢的下拉主令控制器手柄，完成提升机运行速度减小的任务；
（5）停车。当满足停车要求时，把主令控制器手柄回零，完成停车。
3、结语
针对矿井提升机电控系统进行优化改造后，绞车运行更有效率的，操作人员也能操作更方便和简捷。优化改造后系统运行更加平稳，减少了操作时间和休止时间，增加了矿井的提升能力，提高矿山工程的可靠性和安全性。总之，成熟的新技术值得我们在实际工作中借鉴使用，以最大程度地促进矿井的节能降耗，实现矿井的高效运行，提高煤矿的收益，并使其更加安全可靠，确保矿井安全生产。
参考文献
[1]韩国庆矿井提升机电控系统改造的综合分析[J].煤炭技术，2012.7
[2]齐从谦，王七兰.PLC技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2004.
[3]邱国庆，涂振球.PLC变频控制技术在矿井提升机中的应用[J].江西煤炭科技，2006（4）：36—38.
[4]孙小青.矿用提升机减速器故障模糊诊断及远程诊断研究[D].徐州：中国矿业大学，2006.
作者简介
王远世，毕业于安徽理工大学，工作于国投新集一矿机电办.
【关键词】矿井提升机；电控；改造
前言
矿井提升机是矿山机械中重要机种。输送工作人员、设备、材料以及提升矿石、废石等任务都需要矿井提升机承担。因此，矿井提升机的安全运行不仅可以保证矿井生产的正常进行，保障煤矿工人的生命安全，而且直接关系到煤矿的生产状况和经济效益。
1、提升机电控系统的缺点
现有矿井提升机电控采用的交流绕线式电动机串金属电阻调速系统，属于绕线式异步电动机转子回路串金属电阻调速，该系统金属电阻的投切用继电器一交流接触器控制。系统运行中主要有以下缺点：
（1）电机转子回路串电阻调速方法是通过分合串联在转子回路多级电阻。这种调速方法操作简单方便，投资少，同时也存在很多不足：①在提升机反复的启动以及制动的工作过程当中。电机转子串联电阻进行调速也会产生很大的能量损耗。同时由于启动和换挡时会有电流的冲击，也会产生一定的谐波污染，不但造成了电能的浪费而且会危害设备的安全，②调速范围小，特别是当负载波动时恒定的减速控制较难实现。电机的正转反转控制由接触器完成且电机存在滑环等因素.控制电路会随着元件的磨损，工作特性变差，控制度降低，容易出现故障。
（2）电控系统运行时，调速过程中交流接触器动作频繁，往往设备运行一段时间后，交流接触器主触头会出现氧化现象，容易引起设备故障；
（3）交流绕线式电动机串金属电阻调速系统属于有级调速，调速平稳性差。提升机在爬行和减速阶段的速度控制性差，会对钢丝绳等其它提升设备造成不可避免的机械损伤，也容易造成停车位置不准确。
2、提升机电控系统优化改造
电控系统控制的核心对象是矿井提升机，提升机的运行应该按照预定的力图和速度图，实现平稳启动、等速运行、减速运行、爬行和停车，而且在运行过程中要有较好的安全性和可靠性。那么可以选用PLC控制系统构造的交流提升机系统。
2.1 系统的优化，
（1） 变频调速。从交流电机的转速公式n=60f（1一s）/p可以看出.通过改变电源的频率f.就可以实现交流电机的调速。这种调速方法和转子侧串联电阻来进行调速相比。变频调速具有非常大的优势：①电能的利用率高，功率因数几乎达到1。对装有AFE变频器的电控系统可以安装在重物下放过程中势能转化成电能系统，具有较高的电能利用效率，而且对电网电流没有谐波污染。②具有启动时转矩大，启动和加速所需电流较小。所以对电网和设备的破坏性小，能完成提升机的恒定减速制动、无级调速或者恒定加速，较好的预防过卷、过放事故的发生。③启动和加减速制动平稳，减小了对钢绳的机械损伤，延长了钢绳的使用寿命。④变频调速控制电机和绕线式电机比，结构简单，体积小，电机没有换相器件.无需特殊维护等。
（2）老式电控中的继电器单元由PLC来替代。这种方法减少了速度继电器和方向继电器等的使用.控制线路得到了简化。而且PLC软件控制可方便的实现对编码器的深度值进行比较以及错向，还可以堵转.编码器的等速过速。大大提高了控制系统的安全性和可靠性。
2.2 PLC电控矿井提升机
常用PLC电控矿井提升机的构成有：①主控PLC电路（主要实现PLC电控系统内部电路）、②提升行程检测与显示电路（主要实现提升机的实时位置检测与主画面的显示）、③提升速度检测（主要实现提升机速度检测）、④提升信号电路（主要实现提升机接收启动或停车信号）、⑤主电路（主要实现矿井提升机的主电路系统，包括电动机、制动系统等）。
电控系统控制的核心对象是矿井提升机，提升机的运行应该按照预定的力图和速度图，实现平稳启动、等速运行、减速运行、爬行和停车，而且在运行过程中要有较好的安全性和可靠性。其运行方式有正常状态和故障状态，我们主要介绍正常状态下的操作运行，即启动———加速运行———恒速运行———减速运行———停车。
（1）启动。首先确认主令手柄在零位电控系统，以保证能接收到开车信号；然后，等待井口发出开车信号，收到信号后启动液压油泵和润滑油泵，等待润滑油压力超过电接点压力表上最低设定油压值；最后允许开车。若上述过程出现故障，则必须等待维修人员排除故障之后，再按故障复位按钮复位PLC所记忆的故障之后，再重复以上步骤。
（2）加速运行。启动后，在保证提升机运行稳定的前提下通过缓慢推动主令控制器手柄使得继电器合闸，继而提升机速度得到提升。
（3）恒速运行。提升机速度达到恒速时，控制线路不发生变化。
（4）减速运行。实时观测提升机的运行位置，当达到减速需要时，会有操作台减速灯的提示。在减速阶段时，有两种操作方式：①断开主电机高压电源，提升机主电机处于断电状态，在惯性的作用下继续运行，同时受到外力缓慢减速。②保持主电机高压电源，根据提升机的实际运行状态缓慢的下拉主令控制器手柄，完成提升机运行速度减小的任务；
（5）停车。当满足停车要求时，把主令控制器手柄回零，完成停车。
3、结语
针对矿井提升机电控系统进行优化改造后，绞车运行更有效率的，操作人员也能操作更方便和简捷。优化改造后系统运行更加平稳，减少了操作时间和休止时间，增加了矿井的提升能力，提高矿山工程的可靠性和安全性。总之，成熟的新技术值得我们在实际工作中借鉴使用，以最大程度地促进矿井的节能降耗，实现矿井的高效运行，提高煤矿的收益，并使其更加安全可靠，确保矿井安全生产。
参考文献
[1]韩国庆矿井提升机电控系统改造的综合分析[J].煤炭技术，2012.7
[2]齐从谦，王七兰.PLC技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2004.
[3]邱国庆，涂振球.PLC变频控制技术在矿井提升机中的应用[J].江西煤炭科技，2006（4）：36—38.
[4]孙小青.矿用提升机减速器故障模糊诊断及远程诊断研究[D].徐州：中国矿业大学，2006.
作者简介
王远世，毕业于安徽理工大学，工作于国投新集一矿机电办.