矿井提升机十篇

矿井提升机篇1

1 矿井提升机

矿井提升机是井下和地面的工作机械，是一种大型绞车。用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成输送物料和人员的任务。矿井提升机是由原始的提水工具逐步发展演变而来。现代的矿井提升机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。

1.1 矿井提升机组成

矿井提升机主要由电动机、减速器、卷筒（或摩擦轮）、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统等组成，采用交流或直流电机驱动。按提升钢丝绳的工作原理分缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机。缠绕式矿井提升机有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，运转时一个容器上升，另一个容器下降。缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万吨以下、井深小于400米的矿井中。摩擦式矿井提升机的提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。摩擦式矿井提升机根据布置方式分为塔式摩擦式矿井提升机（机房设在井筒顶部塔架上）和落地摩擦式矿井提升机（机房直接设在地面上）两种。按提升绳的数量又分为单绳摩擦式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机。后者的优点是：可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮，从而机组尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年产120万吨以上、井深小于2100米的竖井大多采用这种提升机。

2 多绳摩擦式提升机的工作原理

1938年，瑞典的ASEA公司在拉维尔矿（Laver）安装了一台直径1.96m双绳摩擦式提升机。1947年德国G.H.H.公司在汉诺威矿（Hannover）安装了一台四绳摩擦式提升机。多绳摩擦式提升机具有安全性高、钢丝绳直径细、主导轮直径小、设备重量轻、耗电少、价格便宜等优点，发展很快。除用于深立井提升外，还可用于浅立井和斜井提升。钢丝绳搭放在提升机的主导轮（摩擦轮）上，两端悬挂提升容器或一端挂平衡重（锤）。运转时，借主导轮的摩擦衬垫与钢丝绳间的摩擦力，带动钢丝绳完成容器的升降。钢丝绳一般为2～10根。

井塔式提升机的机房设在井塔顶层，与井塔合成一体，节省场地；钢丝绳不暴露在露天，不受雨雪的侵蚀，但井塔的重量大，基建时间长，造价高，并不宜用于地震区。落地式提升机房直接设在地面上，井架低，投资小，抗震性能好；缺点是钢丝绳暴露在露天，弯曲次数多，影响钢丝绳的工作条件及使用寿命。

多绳摩擦式提升机的主要部件有主轴、主导轮、主轴承、车槽装置、减速器、深度指示器、制动装置及导向轮等。主导轮表面装有带绳槽的摩擦衬垫。衬垫应具有较高的摩擦系数和耐磨、耐压性能，其材质的优劣直接影响提升机的生产能力、工作安全性及应用范围。目前使用较多的衬垫材料有聚氯乙烯或聚氨基甲酸乙酯橡胶等。由于钢丝绳与主导轮衬垫间不可避免的蠕动和滑动，停车时深度指示器偏离零位，故应设自动调零装置，在每次停车期间使指针自动指向零位。车槽装置用于车削绳槽，保持直径一致，有利于每根钢丝绳张力均匀。为了减少震动，可采用弹簧机座减速器。

2.1 多绳摩擦式提升机的优点

多绳摩擦式提升机是一种普遍应用在各种矿山的竖、斜矿井中的提升装置，该提升装置主要用于提升矿物、人员及一些矿用作业的机械装置等。矿井提升机是矿井系统设备的咽喉，因此对于使用要求需要满足良好的可靠性、安全性和经济性能，在矿山生产中具有非常重要的地位。

摩擦式提升机工作时，由驱动电机带动主轴，主轴上摩擦轮带动钢丝绳升降以达到提升重物上升或下降的效果。在现阶段，矿用提升机主要具有以下几个优点：提升重量大、速度快、可靠稳定等。因为多绳摩擦轮提升机与单绳缠绕式提升机相比具有提升能力大、设备重量轻、电耗少和适用范围广等优点。所以，我国自六十年代起，已有数百座多绳提升机相继建成投入使用，其中百分之九十五以上为井塔式。但近十年来落地式多绳提升井架设计逐年增多。

具体分类主要有以下几个方面：根据钢丝绳的工作原理的不同可分为缠绕式和摩擦式；根据钢丝绳的个数可分为单绳和多绳摩擦式。摩擦式提升机一般由主轴、摩擦轮（主导轮）、主轴承、制动器、深度显示装置及导向轮等组成。工作原理：钢丝绳搭载在主轴摩擦轮轮筒上，工作时，电动机带动滚筒转动时，通过摩擦轮滚筒上的摩擦衬垫与钢丝绳间产生的摩擦力带动钢丝绳升降，进而提升和下放重物。钢丝绳数量一般为 2-10 根。

1）落地式井架与一般井塔的技术经济比较

a.从经济上看

① 提升机械及电气设备费用：落地式比塔式多一套天轮，设备价格也稍贵，但可比塔式少用电缆和省一台电梯。二者投资相比，落地式设备费用略高于塔式。

② 提升系统的土建费用：如果结构形式相同，则落地式井架投资低于井塔，如果落地式井架采用钢结构，而井塔用钢筋混凝土结构，则二者投资相近。落地式钢井架虽然为了防寒增加了绳廊，但与钢筋混凝土井塔相比，投资并不增多。

b.从占用井口时间上看：

落地绞车而缩短了整个建井工期，则其经济效果是十分明显的。

c.从占地面积来看：

因落地式提升机必须修建绞车房，有的落地式井架还有后撑，所以显然比井塔要多占用一些面积（如布置得当未必一定要增加工业场地面积）。

d.从使用维护上看

塔式提升机在高处，对设备搬行、吊装和检修都不如落地式方便。当矿井改造需要更换提升机时，落地式比塔式容易。

2）落地式井架预制整移比井塔预制整移经济效益更为明显

落地式多绳绞车，井架采用预制整体平移，由于该井架为钢筋混凝土框架式（带有两条斜腿后撑），故重量只有与井塔整体平移相比，具有明显的经济效益。

3）利用落地式永久井架凿并比利用永久井塔凿并具有更佳的技术经济效果

建井塔既不占工期，又不需要临时凿井井架，其技术经济效益确很明显。但先建永久井塔也需要一定的条件，如井筒和提升设计必须先期完成，并提前建成一段井筒，还要求具有建永井塔的良好地基条件（特别是钢筋混凝土井塔，至今尚不敢用于有流砂采用冻结、沉井等特殊凿井法施工的立井）。建永久井塔打井困难较大。

参考文献

[1] 中国矿业学院主编. 矿井提升设备[M].北京：煤炭工业出版社，1980.

[2] 苏长胜.矿井提升机控制技术研究现状与发展[J].工矿自动化，2013（02）.

矿井提升机篇2

关键词 矿井；提升机；制动；发展

中图分类号TD53 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）123-0077-02

1 制动器的分类

鼓式制动器是我国当前在矿井开采中应用较多的一种提升制动器，鼓式制动器在使用中的表现出的强大的安全性能被广大用户所认可，特别是在与液压系统和PLC相结合之后使鼓式制动器具有了较强的控制性能。

液压鼓式制动器作为传统制动器之一，它的特点是造价比较便宜，符合传统设计的特点，生产安全性能较高。

2 矿井提升机制动技术的要求和发展

矿井提升机的制动系统是所有提升设备中最重要、最复杂的系统，新型的制动系统是由制动器和传动机构组成的。制动器是指直接作用于制动轮或者制动盘上，用来直接产生制动力的部分。制动器按照结构可以分为盘式制动器和块式制动器[1]。传动机构是指控制和调节制动力的机构，新型的矿井提升机一般都采用的是油压盘式闸制动系统，这种系统控制性能较强，安全性能较高。

2.1 提升机制动系统的要求

1）矿井提升机的制动系统除了装有制动装置之外，还装有定车装置，这两种装置的安装，可以在使用提升机进行制动的时候还可以一边对提升机进行定车；

2）矿井提升机的制动力矩不得小于提升机最大设计载荷所需转矩的三倍，保证矿井提升机制动系统的正常运动；

3）在对提升机进行紧急制动的时候，提升机在提升重物的时候，它的减速度必须小于5m/s2；在提升机下放重物的时候，它的减速度必须大于1.5m/s2；

4）对于摩擦轮式的提升机来说，在提升机进行紧急制动的时候，它的减速度不能使钢丝绳在摩擦轮上产生滑动，否则会出现设备的不正常运行；

5）矿井提升机的紧急制动闸必须采用配重式或弹簧式的制动装置，因为这两种制动装置是经过多年的验证是当前矿井提升机的运用中相对比较安全的紧急制动设备；

6）当矿井的井筒倾角在三十度以下的时候，矿井提升机的制动力矩的倍数必须符合规定的要求 。

2.2 矿井提升机制动系统的发展

1）矿井提升机制动系统今后的发展方向是要保证提升机的制动按照给定的状态进行运动，并且要保证在矿井中需要的位置进行制动。

2）矿井提升机的制动系统要保证提升机在不正常的工作状态下，能采取紧急制动来保障操作人员和设备运行的安全。

3）制动设备在工作中的正常制动、设备出现状况时的紧急制动都可以用手动操作或自动操作来进行。手动操作是由司机来操作的；自动操作紧急制动设备的保护装置由行程调节器进行[2]。

2.3 制动器结构的发展要求

多绳摩擦轮型提升机的制动器是靠挠性体摩擦传动原理来实现制动的。这种摩擦原理是利用制动器轮上的钢丝绳与驱动共同滚筒之间运动产生的摩擦力来实现提升机在矿井的井筒中来正常进行制动的，再加上这种制动方式是在制动时使用了多根钢丝绳来共同承担载荷的方式，这种承载方式使得提升机所使用的钢丝绳断绳的概率较小；多绳摩擦提升机的体积较小 ； 提升的提升的高度较高，正是这几个优点的存在，所以这种制动方式得到了广泛的使用。

2.4 矿井提升机的制动鼓的发展

矿井提升机的制动鼓的基本要求：强度大、韧度高、刚度高 、热容量大、能与摩擦材料之间相互的配合、摩擦系数要高。根据提升机的制动鼓构造方式的不同可以分为铸造式和组合式两种。铸造式制动鼓的制造材料选用的是灰铸铁，灰铸铁具有机械上的容易加工、耐磨性高、热容量大等很多的优点。组合式制动鼓的圆柱部分是用铸铁铸出来的，腹部部分是用钢板冲压形成的；同时也可以在钢板冲压形成的制动鼓的内侧，镶装用离心浇铸的合金铸铁组合构成制动鼓；或者主体用铝合金进行铸成，内镶一层珠光体组成的灰铸铁作为工作面。选用这两种方式制成的制动鼓的有一些共同特点：质量体积都比较小，作业面的耐磨性较强，摩擦系数较高。在设计的时候需要根据制动器应用的场合，再考虑制作的成本问题，来选用合适的器材，并且根据经验得出提升机制动鼓壁厚为1mm。

2.5 矿井提升机摩擦衬片制作的发展要求

矿井提升机摩擦衬片的选材需要满足下面的要求：

1）矿井提升机摩擦衬片的材料的摩擦系数稳定。在温度、压力和工作速度发生较大的变化时，摩擦系数要尽可能的保持稳定；

2）矿井提升机摩擦衬片的材料的耐磨性要高，在选材的时候需要特别注意；

3）矿井提升机摩擦衬片的材料的压缩率和膨胀率必须要稳定。压缩变形幅度太大会影响提升机制动的效果，会降低提升机制动的灵敏度；

4）矿井提升机在进行制动的时候要保护产生噪声较小，对环境产生的污染较小；

5）矿井提升机摩擦衬片的选材需用采用对人体无害的摩擦材料；

6）矿井提升机摩擦衬片的选材需要有较高的耐挤压强度和冲击强度，还必须要有足够的抗剪切能力。

3 结论

当前我国的矿井开采已经开始转向矿井的中、深部进行开采。由于矿开开采深度的加深，对我国矿井提升机制动技术提出了更高的要求。矿井提升制动设备是矿井开采的关键设备，在矿井开采生产中占有非常重要的地位。矿井提升机的制动技术的水平是矿井提升机安全运作的重要保证，关系着矿井开采技术人员的人身安全。

参考文献

[1]汝岑.关于矿井提升机盘式制动器的工作可靠性分析研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011（6）.

矿井提升机篇3

关键词 矿井；提升机；后备保护装置结构；后备保护装置

中图分类号TD53 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）109-0077-02

煤矿作为一种不可再生的能源主要作为固体燃料被使用，一般可以分为两种开采方式：露天开采和地下开采。而我国露天开采的煤矿不是很多，大多都是在地下开采，地下开采的危险性比较高，需要的设备也比较多。提升机作为开采煤矿的必要设备之一，主要是用于对煤矿的运输，工作人员的运输，工具的运输等。它是进行往复运动的大型机械，惯性大，负载的变化也比较大。提升机一般都会自带保护装置，但由于提升机对于煤矿的开采很重要，而且会影响到工作人员的生命安全和煤矿的生产能力，对提升机配备后备的保护装置也是非常必要的。因此，研发出经济、实用，并且安全系数高的提升机综合后备保护装置是我国矿产业的重要课题之一。

1 矿井提升机综合后备保护装置分析

矿井提升机设备主要是由提升容器、提升钢丝绳、提升机、井架、装卸设备和保护装置组成。矿井提升机是由电动机、减速器、主轴装置、制动装置、深度指示器、电控系统和操纵台等组成，它主要是用于对煤矿的运输、工作人员的运输和生产工具的运输。其系统可以分为两大类：主井的提升系统和副井罐笼提升系统，副井的罐笼提升系统主要是为了辅助主井完成提升任务的。现在世界上提升机的设计方面比较好的国家主要有瑞典、德国等，尤其是在安全保护系统方面，他们的设计还是比较完善的，主要体现在对速度的监控和保护方面。在提升设备的速度上有波动的时候会有保护装置采取措施，保障提升机的正常运作，保障工作人员的安全，也不影响煤矿开采的进度。

目前，我国对提升机的制造方面还是比较薄弱的，我们现在主要都是用国外制造的提升机。这些设备的价格比较高，一般我国的大型煤矿企业都有配备，但是一些小型的煤矿企业是无力购买和使用这种设备的，只能使用国内生产的提升机。而且很多煤矿企业为了节省成本没有给提升机配备好的综合后备保护装置，导致在开采的过程中发生危险。我国的矿井的开采条件比较差，矿井中的环境也比较恶劣，煤矿中含有大量的硫，与空气接触后会形成酸性物质，对提升设备等金属都有一定的腐蚀作用，再加上一些企业超负荷的使用提升机，从而使提升设备很容易受到损伤。由于我国大多数使用的都是国外的矿井提升设备，我们无法了解其核心技术，在提升机的使用和维护方面都是比较依赖国外的技术。而且国外的设备价格比较昂贵，当零部件有损伤之后很难在国内找到配件，因此，对提升机的维护方面比较薄弱。还有很多煤矿企业为了节省成本，很多已经到了退休年龄的提升机还在超负荷的使用，一道后备保护装置已经无法满足其要求，需要我们配备综合后备保护装置来保障提升机的正常运作，同时也可以保障矿工的生命安全和促进煤矿的开采工作顺利进行。因此，矿井提升机必须拥有综合后备保护装置。

2 矿井提升机综合后备保护装置作用分析

一般后备保护装置都是由硬件和软件组成。随着计算机技术的高速发展，矿井提升机的综合后备保护装置也在逐渐的升级。软件主要是指控制方面的技术，主要有VISA库、仪器驱动程序和应用软件，主要是用于对数据的收集和处理，然后促使硬件部分作出反应从而对矿井提升机进行保护。硬件主要是指1）显示器，主要用来对提升容器的位置的显示，对提升机的速度进行显示，动态的显示提升机的运作状况，以及对提升机的工作状态的显示；2）温度传感器，对提升机的温度的数据进行收集，然后通过软件的分析，检测出提升机的运作是否正常；3）速度传感器，速度方面的变化对提升机的影响还是比较大，提升机是往复运作的，速度的变化是提升机的状态的体现；4）压力传感器；5）电流传感器；6）打印机，将提升机具体状况的数据打印出来以便于处理和对提升机的维护。

后备保护装置是提升机的重要组成部分，有着非常重要的作用，主要可以体现在以下几个方面：1）能够对电控系统进行控制。当提升机出现异常状况的时候能够切断电源，防止提升机发生不正常运作，保障安全；2）能够在等速段进行超速保护。当提升机瞬间的速度超过其速度的限制的时候，后备保护装置能够发出警报，甚至在严重超速的状况下对提升机进行制动，保障提升机的安全运作；3）保障提升机能够按照要求自动减速。在提升机到达终点的时候能够帮助提升机进行减速，减少危险发生的几率；4）能够保证提升机在低速状况下不发生突发状况。低速状况很可能有工作人员在操作，如果提升机发生故障，突然提速或是发生其他状况等，很有可能对工作人员产生危害，因此，后备保护装置对提升机的速度的控制是非常必要的；5）对指示器失灵的状况进行保护。目前，很多煤矿企业为了节省开支，提升机的使用年限有点超过，有些部件也出现一定的问题，这就需要后备保护装置对提升机的工作进行保护。如，提升机的深度显示器失效时，后备保护装置能够根据提升机下降的深度做出显示或是发出信号，保证提升机能够准确的进行减速等活动，防止意外发生；6）能够对提升机超负荷运作发出警告，保证提升机的安全运作；7）后备保护装置的体积比较小，安装比较简便，维修和维护也比较方便，能够更好的服务于提升机；8）后备保护装置的电力系统一般都是独立的，其损坏或是维修时不会影响提升机的正常运作。

3 结论

由于后备保护装置巨大作用，我国在八十年代开始进行了研究，目前，已经有一些研究成果，随着我国计算机技术和科技技术的不断发展，我国的后备保护装置的研发也在不断发展，通过对国外技术的学习在不久的将来，将会开发出适合我国煤矿业的矿井提升机综合后备保护装置，来保障工作人员的生命安全，提高我国煤矿的生产能力。

参考文献

矿井提升机篇4

关键词：矿井；提升机；电气控制系统

矿井提升机是矿井作业生产过程中重要的大型器具设备，即为在矿井顶部通道口与底部通道口中建立起的大型垂直升降机，用途为搬运煤矿，材料，人员和施工设备，是井上与井下的唯一通道。所以其电力传递特性就非常复杂与重要，电动机的高频率正反转动与制动过程，经常处于过负荷运作，必须保证其正常稳定安全的工作，才能够保证工作人员的自身生命安全以及矿山的正常运作。如若发生事故，往往为重大事故，发生人员死亡和矿山倒塌。因此，升降梯正常工作的重要性就是首要关键，要求升降机本身部件符合安全标准，保证在出现事故时将损失降低要最小。而后要求升降机能够自如高效的运作，使用过程中也要保证人员乘坐舒适。最后在前两者基础上，进行大力发展，实现全数字化控制，尽可能减少操作人员，防止人员浪费。矿井提升器电控系统的发展过程应向着无人化，网络化，远程控制化，全自动化的新型设备发展。

1 矿井提升机电气控制系统现状

1.1 国内现状

如今，我国提升机电控系统为交流和直流并存，两者都被大量使用，并逐步被PLC控制系统所取代。由于六、七十年代技术发展的停顿和较小倒退，使得我国提升机电控系统与国外发达国家电控系统水平存在较大差距。

1.1.1 交流电控系统

突变频控制方式是如今大部分大功率交流电控系统的主要控制方式，而由于国内技术的不成熟，基本技术水平和制造实力的欠缺，使得大部分设备都采用国外原装进口设备。我国自主研发小型普通交流电控系统经过40多年的发展也小聚规模，大部分中小型矿山都采用这种绕线式交流异步电机。其主要工作原理是通过转子的快速运动，加以电阻进行调速作用的简便是控制系统，主要特点在于操作控制便捷，设备价格较低。新型PLC系统相结合的控制系统发展日趋成熟并取得了一定的市场，但是因其基本控制思想的腐旧，调速性能的不良，运作效率较低等缺点，仍不能完全被市场所认可，没有根本行的改观。

1.1.2 直流电控系统

如今的直流电控系统主要为1000-4000KW的直流电，用于比较大型的矿井，随着直流电控系统的发展，1000KW一下的矿井也开始大量使用。我国直流电控矿井主要存在两个发展快速期间，分别是90年代以前和从90年代开始到如今。90年代前主要是80年代初期，我国直流电控技术不成熟，绝大部分由模拟原件器材构成的设备都是从外国进口。但由于其设备庞大，运算放大器、二极管、三极管等部分繁多，结构复杂且运行模板技术不成熟，故障率非常高，工作时长短且不稳定，只能进行技术重新发展改造。90年代开始后，我国引进国外原装进口最新全数字电控设备，并对我国本土工作人员进行专业培训，开始国产化工作，推出了符合我国国情的全自动数值化直流电控制调节控速装置，至此才代表中国直流电控制运行系统符合PLC控制，成为真正意义上的全制动数值化设备。在90年代后期突破技术上的改造实现计算机远程监控，但由于我国制造业的相对不发达，大多数高性能的直流电控系统依旧需要从国外进口使用。

1.2 国外现状

国外矿井提升机的内部电控系统与国内相似，依靠电动机控制不同采用交流电控制与直流电控制。发展阶段基本可以分为三个阶段：第一阶段为50年代至60年代初期，当时主要使用交流电绕线式电动机和发电机直接带动直流电机的控制系统作为动力系统，它们的缺点都在于调节速度是偏差较大，运行成本费用高，可靠度低以及维护工作繁重，耗费资源过多。第二个阶段，是从60年代初到80年代初，当时风起的晶闸管因其传动系统性能优越，在大多数矿井提升器中得到推广，由此调节过后的电控系统虽然控速性能得到了大幅度提升，但由模拟原件组成的控诉器内部硬件复杂且修复困难导致故障频频，依旧无法很好的正常安全使用。第三个阶段，开始于80年代后期，PLC控制技术崛起，广泛被应用与电控系统中，而且其器件属于数字化控制，使矿井提升器正式成为自动化设备，新型提升器的安全性，实效性，可靠性也大大提升，慢慢符合正常工作需要。第一台由矢量控制的全数字化交流电控系统矿井提升机在德国被成功运用。它通过计算机技术，数字化控制系统和远程通讯控制系统而闻名，全数字控制交变频传动系统，使控速系统更符合人们的需求。

2 矿井提升机电气控制系统的发展方向

经过多年的发展和研究，矿井提升机电控系统发展方向基本符合以下特点。

2.1 传动方案多样化

首先即为传动方式的多样性，在经历了数十年演化后，大功率交流变频技术发展越发成熟，伴随着矿井提升机电控系统中可传动安全多样化。各种不同合理的方案和控制系统配合符合的传动系统开始符合用户的不用要求。在我国近几年中，对矿石发展加快使得升降机更多的被使用，不同类别的大功率直流或交流变频系统不断衍生，新型设备接二连三的出现。而在这之中，交变频传动系统依旧是主流研究和发展项目。

2.2 控制系统网络化

控制系统是提升机的中心控制系统，如今的提升机控制系统大多采用远程I/Q系统，实时与主机交换内外部信息，从根本实现矿山的数字化管理，从提升机传出的控制信号通过远程通讯传递到集中管理系统，现场设备与高层管理实现无缝接轨。这是控制系统网络化的最大特点也是一个必然的过程，同样是实现矿石数字化网络化的一个重要组成部分。

2.3 监测智能化且保护多样化

为保证矿山工作的正常进行，对提升机自动化的要求不断提高，这就需要更具有性能性的监管控制系统，保证提升机的正常运行和可能出现的问题。随着科技进步，各式各样的检测设备不断出现，它们都有着一样的功能，就是实时保证提升机的性能监管，数字化智能化也成为理所当然，更好的实现实时监管，数据的同步传递成为新的发展目标。

2.4 系统远程监控无人值守

如今，企业发展迅速，同一企业内升降机的数量增多，工作任务增加导致施工人员自然减少，为了避免人员资源浪费，倡导企业在保证正常安全工作的同时，实现机房无人看管的远程集中控制管理，在不浪费人力资源的前提下，尽可能提升生产效率，这就要求高智能化的管理系统和只能系统。

3 结束语

作为矿石施工作业必备的矿井提升机，必须保证其电控设备完善，实现矿山的数值化控制，智能化管理，朝着实现无人监管化，网络控制化，远程管理化，自动数字化的目标努力，在保证安全高效运行的同时，输出高生产资源，为以后矿山的新型数字化做好基础。

参考文献

[1]王安山，牛秀金，刘竟雄.矿并提升机电气控制系统的发展[J].煤矿自动化，1992，7（2）.

[2]武钰.矿井提升机电气控制方法[J].电气传动自动化，2012，4（2）.

矿井提升机篇5

一、PLC系统的主要功能

可编程控制器(PLC)是一种比较完善的运用数字运算的操作子系统，主要应用于设计工业环境下的应用系统。可编程序的存贮器可以通过多种方式进行控制各种类型的机械或生产过程，比如数字的、模拟的输入和输出等方式。PLC具有很多的优点和优势，例如通用性强、抗干扰能力强、可靠性高、使用方便、编程简单等。在工业控制领域中，随着计算机技术的不断发展，PLC控制技术在工业控制领域的应用必将会成为世界科技发展的必然趋势。PLC还具备监控和自诊断功能：即在系统发生异常时自动停止运行并发出报警信号，能通过软件进行故障检测和程序校验。

二、矿井提升机中PLC技术的应用

(1)工艺控制。由于 PLC 编程方便、灵活和功能完善。将其于工艺流程控制时, 并非仅将原继电器控制系统中的开关量简单地用 PLC 的逻辑关系替代, 而是采用多重联锁和可靠的检验,构成功能完善的监视与控制系统,以保证提升工艺流程控制与联锁的高可靠性,且便于操作和进行故障诊断处理。

(2)行程控制。提升机的行程控制, 实质上是位置控制,保证提升容器在预定地点准确停车。为了减少钢丝绳及设备的动态冲击, 并考虑到副井提升时人的感受，一般采用加速度控制。工艺允许时,最好实现无爬行控制,以减少提升时间，提高生产效率。目前，常用的方法是由 PLC构成数字式行程给定装置,通过光一电增量式转角一脉冲变换器, 经PLC采集、 处理并计算出位移, 输出速度给定信号。

(3)监视系统。提升过程的监视，最重要的是提升行程终端的监视,即减速段速和过卷监视,及等速段超速监视,实现方式多为 PLC构成的电子式装置加井筒开关。为保证提升机运行的高度安全性，监视系统一般具有如下特点：1、终端监视装置是独立于提升机速度控制系统之外的安全监视装置。2、PLC构成的电子式装置由两套相同的系统构成安全可靠的冗余系统。3、具有全行程速度连续监视、停车位置监视和运行方向监视等功能。

(4)安全回路。在矿井提升机中, 安全回路是最为得要的。一般说来, 提升机的故障处理方式有3种：1、故障信号预报, 如油压异常、主电动机轴承过热等；2、事故停车,即完成本次提升后闭锁，如开车过程中安全门打开、调零电机故障等; 3、紧急停车, 即立即进行电气和机械制动。停车后系统闭锁，如两终端超速、运行错向等。安全回路应具有完善的故障监视功能。使无论是提升，还是安全回路本身出现故障时,都能确保实施安全制动。

(5)制动系统。制运系统除要保证可靠地实现工作制动外，还要完成对制动用液压站的控制及对制动系统中其它环节的监视。由于其技术要求与安全回路相似,故一般由 2台高可靠性的 PLC构成，当其中任一台发生故障时仍可保证制动阀可靠动作,且每台 PLC的输出模块都由另一台 PLC的输入模块进行监视。

(6)调速系统。将 PLC的开关量控制与模拟式调节系统结台在一起, 实现对变流装置的所有开关电器的“分”、“合”控制, 对模拟调建系统中各调节器的制制,对无环流可逆装置的逻辑转换控制以及调控制系统的多种自检功能、参数随机设定功能等。

(7)信号系统。矿井提升机的信号系统大体上可分为信号输入、信号输出及保护系统 3部分。将去向信号、开车命令及提升类别信号送入 PLC的输入端, 经处理输出各种指令或保护信号。

结语

诸多实践证明，用 PLC 技术代替传统的继电器——接触器控制系统,不但可以加强系统的控制功能，加强系统对故障的判别能力, 而且也将极大地提高系统的安全可靠性和生产效率；而在现有系统的基础上进一步扩充网络功能和基于先进策略的控制技术将是矿井提升机电控系统的发展方向。综上所述，在实际运用过程中，矿井提升控制系统的稳定、可靠，这些基本满足了控制自动化要求，而且还能够使得产品的品质得到进一步提高 PLC 技术在矿井提升控制系统中应用，变现出了多方面的特点，这样不仅促进了矿井提升机电控系统的进一步发展，也为国民经济的发展做出了贡献。

参考文献:

[1]刘敏.可编程序控制器技术[M].北京：机械工业出版社， 2001.

矿井提升机篇6

关键词：提升机；维护；检查；检修

中图分类号：TD214文献标识码： A 文章编号：

矿井的设备能否正常使用对矿厂的影响巨大，特别是提升机，为保证矿井提升机设备做到持续、安全运转，必须搞好设备的预防性计划维护和检修，及时发现和消除事故隐患。提升机在安全性可靠性方面要求极高，对其而言较高的可靠性能就是使提升容器按要求快速、准确地到达规定位置，保证矿井提升系统高效长期运行。

一、矿井常用提升机的概况

矿井提升机是煤矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。一般煤矿井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。煤车厢与火车的运货车厢类似，只不过高度和体积小一些。在井口有一绞车提升机，由电机经减速器带动卷筒旋转，钢丝绳在卷筒上缠绕数周，其两端分别挂上一列煤车车厢， 在电机的驱动下将装满煤的一列车从斜井拖上来，同时把一列空车从斜井放下去，空车起着平衡负载的作用，任何时候总有一列重车上行，不会出现空行程，电机总是处于电动状态。这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动，减速制动，而且电机的转速一定规律变化。斜井提升机的动力由绕线式电机提供，采用转子串电阻调速。

二、矿井提升机的日常维护与定期检查

做好提升机的日常维护，及时检查和有计划的修理工作，是减少机械零部件磨损、延长提升机使用寿命非常有效的方法，也为提升机的维修打下良好基础，可有效减少维修次数。

1.提升机的提升机机械传动中所有相对运动的零部件，其相互接触的表面都存在着摩擦现象，造成零部件磨损，导致设备寿命的降低甚至报废，同时也影响提升设备的安全运行。因此，在提升设备的使用和维护过程中，要控制摩擦阻力，降低零部件的磨损速度，提高设备的使用寿命，保证提升设备的安全运行，就必须对有相对运动的摩擦表面进行。此外，还起着散热、防尘、防锈和吸振的作用。

1）剂的选择提升机采用的剂多为矿物性的油和剂。选择油时，要以黏度为主要指标。原则上是当速度高、负荷小、温度低时，选用黏度较低的油；反之，则选用黏度较高的油。选择脂时，要以针入度为主要指标。原则上是载荷大、速度低时，应选用针入度较低的脂；反之，则选用针入度高的脂。

2）方式常用的方式有手工注油、飞溅注油、油环和油链、油绳、油垫、强制给油、油雾和压力循环等几种。无论采用哪种方式，都应保证系统的正常工作。

2.提升机设备的定期检查提升机的检查工作分为日检、周检和月检，应针对各提升机的性能、结构特点、工作条件以及维修经验来制定检修的具体内容。检查结果和修理内容均应记入检修记录簿，并由检修负责人签字。

1）日检的基本内容日检的基本内容有：用检查手锤检查各部分的连接零件（如螺栓、铆钉、销轴等）是否松动，由检查孔观察减速器齿轮的啮合情况； 检查系统的供油情况及制动系统的工作状况；检查深度指示器的丝杠螺母旷动情况，以及保护装置和仪表等动作是否正常；转动部分的稳定性，如轴承是否振动，各部机座和基础螺栓(螺钉)是否松动；试验过卷保护装置；手试一次松绳信号装置，试验各种信号(包括满仓、开机、停机、紧急信号等)；检查各接触器(信号盘、转子控制盘、换相器等)触点磨损情况，对烧损者要进行修理(用砂布和小锉刀)或更换，以保持其接触良好；检查调绳离合器及天轮的转动情况，如衬垫、轴承等；检查提升容器及其附属机构(如阻车器、连接装置、罐耳等)的结构情况是否正常；检查防坠器系统的弹簧、抓捕器、联动杆等的连接和情况；检查井口装载设备的工作情况；检查提升机钢丝绳的工作状况等。

2）周检的基本内容周检的内容除包括日检的内容外，还要进行下列各项工作：检查制动系统(盘式闸及块闸)，尤其是液压站和制动器的动作情况，调整闸瓦间隙，紧固连接机构；检查各种安全保护（如过卷、过速、限速等）装置的动作情况；检查滚筒的铆钉是否松动，焊缝是否开裂；检查钢丝绳在滚筒上的排列情况，以及绳头固定得是否牢靠；摩擦式提升机要检查主导轮的压块坚固情况及导向轮的螺栓和衬垫等；检查并清洗防坠器的抓捕器，必要时予以调整和注油；检查制动钢丝绳及其缓冲装置的连接情况； 修理并调整井口装载设备的易损零件，必要时进行局部更换。

3）月检的基本内容月检的基本内容除包括周检的内容外，还需进行下列各项工作：打开减速器观察孔盖和检查门，详细检查齿轮的啮合情况，两半齿轮用检查锤检查对口螺栓的紧固情况，还应检查轮辐是否发生裂纹等； 详细检查和调整保险制动系统及安全保护装置，必要时要清洗液压零件及管路；拆开联轴器，检查其工作状况，如间隙、端面倾斜、径向位移、连结螺栓、弹簧及内外齿等是否有断裂、松动及磨损等；检查部分轴瓦间隙；检查和更换各部分的油，清洗部分系统中的部件（如油泵、滤油器及管路等）；清理防坠器系统和注油，调整间隙；检查井简装备，如罐道、罐道梁和防坠器用制动钢丝绳、缓冲钢丝绳等；试验安全保护装置和制动系统的动作情况。

3.提升机设备的计划维修矿井提升机的维修工作分为小修、中修和大修。按计划进行维修，是使设备保持完好状态，恢复原有性能，延长使用寿命，防止事故发生，保证设备、正常持续、安全运行的重要措施。

1）小修的内容小修的内容包括：打开减速器上盖，检查齿轮的啮合及磨损情况，检查轮齿有无裂纹，必要时进行更换；打开主轴承上盖，检查轴颈与轴瓦间隙，必要时更换垫片；检查和清洗系统各部件，处理污油，更换油，必要时更换密封件；检查和调整制动系统各部件，必要时更换闸瓦和销轴等磨损零件；检查和处理滚筒焊接缝是否开裂，铆钉、螺栓、键等有无松动、变形，必要时加固或更换；检查深度指示器和传动部件是否灵活、准确，必要时进行调整处理；检查各部安全保护装置运转是否灵活、可靠，必要时进行重新调整；检查各连接部件，基础螺栓有无松动和损坏，必要时进行更换；进行钢丝绳的调绳、调头和更换工作；检查和调整电气设备的继电器、接触器和控制线等，必要时进行更换；检查日常维修不能处理的项目，保证设备能正常运行到下次检修时。

2）中修的内容除包括小修全部检查内容外，还必须进行下列工作：更换减速器各部轴承，或对使用中的轴瓦进行刮研处理；调整齿轮啮合间隙，或更换齿轮对；更换制动系统的闸瓦和转动销轴；车削闸轮及闸盘，必要时进行更换；更换滚筒木衬和车削绳槽；处理和更换电控设备的零部件；检修不能保持到中修间隔期，而小修又不能处理的项目。

3）大修的内容除包括中修全部检修内容外，还必须进行下列工作：更换减速器的传动轴、齿轮和轴承，重新进行调整；加固或更换滚筒；更换主轴、轴瓦，并抬起主轴检查下瓦，调整主轴水平；检测、找正各轴间的水平度和平衡度；更换联轴器；进行机座和基础加固；更换主电动机和其他电控设备；检修不能保持到大修间隔期，而中修又不能处理的项目。

矿井提升机篇7

关键词：提升机 制动器 可靠性

0 引言

在矿井提升系统中，矿井提升机的主要任务是沿井筒提升煤炭、矿石和矸石；升降人员和设备；下放材料和工具等。矿井提升设备是联系井下与地面的主要提升运输工具，因此它在整个矿井生产中占有重要的地位。制动装置是矿井提升机的重要组成部分之一，直接关系着提升设备的安全运行。由于提升机的安全运行，很大程度是要完善设备的保护设施的可靠性和自动化程度，减少维修量，延长使用寿命，更重要的是取决于制动系统的可靠性，防止和杜绝故障的发生。因此，努力提高液压传动装置和盘形制动器的可靠性有着非常重要的实际意义。

1 盘式制动器的可靠性理解

从狭义可靠性理解，盘式制动器包含不可维修因素，如制动弹簧失效之后，影响制动力矩，需要更换新弹簧才能使制动器可靠性达到原有水平；闸瓦与闸盘之间摩擦系数衰减，也只能靠更换新闸瓦方能维持原有可靠性水平。从广义可靠性理解，盘式制动器含有可维修因素，如闸瓦磨损后产生的间隙增大，经调整便可达到原有可靠性；液压站零件发生故障，修理后也能使制动器可靠性达到设计水平。由此可知，制动器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的综合反映。固有可靠性是由制动器设计制造及材料等因素决定的，在制动器产品出厂时便已明确，使用可靠性则是安装、维护及操作等因素决定的，它反映了制动器固有可靠性在实际运行中的发挥程度，因此，固有可靠性的体现，受使用可靠性的限制，固有可靠性再高，使用可靠性却较低，制动器的实际工作可靠性依然不会高。

2 制动器的故障模式分析

提升机制动器的故障，是指制动器未能达到设计规定的要求(如制动力矩不足或制动减速度超限)，因而完不成规定的制动任务或完成得不好。盘式制动器有许多故障，但并不是所有故障都会造成严重后果，仅是其中一些故障会影响制动器功能或造成事故损失。因此，在分析制动器故障的同时，还需要对故障的影响或后果进行评价，这称为故障模式和影响分析。制动系统中包括功能件、组件和零件。所谓功能件，是指由几个到几百个零部件组成的，具有独立功能的子系统，例如液压站、盘闸、控制台；组件是由两个以上的零部件构成的并在子系统中保持特定功能的部件，如电磁阀、电液调压装置；零件是指无法继续分解的具有设计规定的单个部件。一般情况下，零件故障都可能导致制动器的故障。在运行过程中，规定时间内无法启动，预定时间内无法停车，制动能力降级或受阻。显然，制动力矩不足等故障将直接引发制动器致命性故障，应倍加注意。近年在实际使用中，已多次发生盘式制动器刹不住车引发的“放大滑”事故，造成很大的经济损失。根据上述可靠性的论述，制动器的固有可靠性和使用可靠性的串联乘积，正体现了制动器的工作可靠性。

3 制动器工作可靠评定

制动装置各单元之间常常表现为串联关系，只有液压站的动力部分是冷储备关系，而多副盘形闸的制动力矩则是表决状态关系(或简化为并联关系)，这些复杂的功能关系使制动装置的可靠性评定比较复杂。在实际工作中，制动装置可靠性评定分为现场可靠性评定和理论可靠性评定。现场可靠性评定是通过收集现场运行提升机的寿命数据，对制动器的MTBF、λ和寿命分布等参数进行估计；理论可靠性评定则是依据可靠性计算方法，对制动器关键单元的可靠性做分析计算。显然，现场可靠性评定具有全面性，方法简单；而理论可靠性评定则过于抽象，但却具有指导意义。

4 制动器维护可靠性评定

我们从实践中可以体会到，维护良好的制动器一般情况下都能够发挥应有的功能，而维护不善的制动器则往往潜伏事故隐患。从制动器的故障模式分析不难看到，保证制动器的固有可靠性的主要维护工作包括:①制动闸瓦与闸盘间隙的调整；②闸盘污染控制；③液压站油压值整定及残压限制。在以上三项维护工作中，若有一项维护工作未做好，都会影响制动器的固有可靠性发挥。因此，维护可靠性是这三项单元可靠性的串联组合，即闸瓦同步贴闸可靠性、闸盘污染可靠性与液压站残压可靠性三者的乘积。贴闸可靠性是指制动器所有制动闸同步贴闸的能力；若贴闸同步能力差，则制动力矩达不到设计值，固有可靠性保障能力差。闸盘污染可靠性是指污染闸盘与闸瓦摩擦制动力矩不减值的能力；残压可靠性则是指液压站残压不超过规定值的能力。由于当前维护工作和结构设计中对闸盘污染都给予高度重视，所以发生非人为污染的概率非常小。残压可靠性与液压系统故障和电液阀调整、阀弹簧的抗疲劳能力有关。因此，维护可靠性的重点在于闸瓦间隙调整而影响的贴闸可靠性。

一般情况下，制动闸不同步的原因在于闸瓦间隙差别和油缸阻力差别。贴闸油压的离散程度能够反映制动闸的贴闸可靠性，贴闸油压越集中，同步贴闸数目越大，贴闸可靠性也越高；反之，贴闸油压愈分散，贴闸同步性愈差，贴闸可靠性也愈低。

5 制动器与液压传动装置的监测

为了进一步提高制动器与液压传动装置的可靠性，增强监测功能是必要的。如果制动器和液压传动装置出现故障，特别是液压的残压以及油污染会导致电磁换向阀的卡住等，都会造成严重后果。监测用的常用方法有：①PBM监测方法:利用该仪器与液压站油压制动阀联合使用，监测制动力矩，闸瓦间隙和闸瓦同步状态，而且还具有检测制动闸空动时间，闸瓦摩擦；能够识别诸如蝶性弹簧断裂失效，闸瓦磨损，残压过高，油路不畅通和油缸受卡等故障。②盘形制动器控制补偿增压装置:为了保证盘形制动器的工作可靠性，中国矿业大学开发盘形制动器控制补偿增压，利用该装置，能够在制动器制动力矩意外降低而刹不住闸时，补偿制动力矩，增大制动力，从而保证提升机安全可靠。

6 结束语

目前，因盘式制动器已经克服了块式制动可靠性不高的缺点，已被广泛地使用。制动装置是提升机不可缺少的重要组成部分，提升机的各种保护措施，都要终结于制动装置，其可靠性直接关系到矿井的安全生产，因此，对提升机盘式制动装置可靠性的研究，了解其工作可靠性评定、维护可靠性评定将对提升安全系统具有特别重要的意义，有利于了解设备运行的规律，制定科学的维护制度，另外，减少和预防油污染对提升机系统的可靠性有重大意义，从而保证煤矿安全生产。

参考文献：

矿井提升机篇8

[关键词]PLC；全数字变频控制系统；四象限；保护

中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0110-01

1 改造前提

国内矿井提升机的控制系统大多采用TKD系列交流提升机电控系统，受当时设计时期科技水平的限制，其组成主要为继电器、接触器等，这些触点器件，存在安全性差、稳定性差、控制精度低等不足，随着当今科学技术的快速发展和生产实际的迫切需要，应用现代机电一体化技术改造TKD电控系统是大势所趋，新建煤矿下大力度今年全面改造矿井提升机控制系统为全数字变频控制系统，用全数字直流调速装置来代替模拟直流电源，实现了动力制动，运行效果良好。提升机全数字变频控制系统，采用PLC控制技术、网络技术、变频调速技术，采用可控的变频调速取代交流绕线异步电动机的转子串电阻调速。不仅实现了电机的软启动、软停车，连续平滑调速，而且降低了制动能耗，实现节约电能。适用于单绳、多绳交流提升机控制。

2 系统的主要组成和功能分析

提升机全数字变频控制系统基于数字化、自动化、网络化和信息化等先进技术，采用“交流同步电机+可控硅变流十全数字调节控制+多PLC网络控制+上位机诊断与监控+局域网信息互联”的控制模式，提升机全数字变频控制系统由PLC主控柜、操作台、变频柜、制动柜、以及编码器、井筒传感器等组成。

2.1 PLC主控柜

PLC控制系统采用S7-300系列PLC，包括主控PLC、监控PLC、操作台PLC、液压站控制PLC和装卸载控制PLC，它们彼此通过PROFIBUS和MPI网进行数据交换，选用进口可编程序控制器和进口继电器，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及特殊工况（如运输爆破器材、长材）等。其控制与提升信号系统之间相互闭锁，实现对调速系统行程、速度等的控制。系统采用软件和硬件冗余的安全回路，构成两重安全保护，并具有PLC故障状态下的低速故障开车功能。

2.2 变频器柜

矿井提升机作为一个典型的位势力矩负载，要求其拖动电动机在其机械特性的四象限内频繁周期性的进行启动、制动和反向运行，反映其运行状态的速度图和力图是根据设计的提升能力和安全规程确定的，对其在运行过程中的加速度、减速度以及各运行阶段的行程和最后的停车位置都有精确的要求和严格的限制采用矢量控制，配制动单元，满足提升机四象限运行要求，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。

2.3 操作台

装有一体化工控机、打印机、指示灯、仪表、选择开关、按钮、速度给定旋钮、闸力调整手柄、声响设备等，实现提升机运行监控和操作。对提升机运行过程的动、静态参数进行监测监控，对提升机系统发生的轻重故障进行诊断和保存，实现图表显示、声光报警、各类报表的生成、打印和历史记录。）操作台上配备人机界面装置，通过与PLC系统建立点对点通信，综合整个提升系统的运行参数和运行状态，进行信息管理。

2.4 制动电阻柜

将提升机制动过程中不能及时回馈电网的少数能量消耗掉，实现平滑速度调节和平稳制动。

3 系统特点

全数字控制系统与改造前相比运行更加可靠。集成的操作台操作更加舒适和方便。周密的连锁方案避免误操作，更加安全。安全回路由PLC内部和外部AC回路串联实现。增加自动换向功能和故障语音报警功能。同时保护功能更加完善，除常规保护外，还具有深度指示器断轴保护、减速点后备保护、井口2m/s限速保护、开车错向保护、二级制动解除保护、减速段超速保护。

技术参数特别精确，定位精度≤±1cm。手动操作时，可控制油压在0～最大压力连续可调，提升速度在0～额定速度范围内连续可调。检修运行时，最大速度为0.5m/s，能够实现0～0.5m/s速度的连续可调，或者以0.5m/s的恒定速度运行。在PLC、监测系统局部故障时，提升机能实现低速应急运行，运行速度

矿井提升机篇9

【摘要】本文结合多套矿井提升机电控系统的现场更换经验，为矿井更换提升机电控系统制定了实施方案，详细叙述了电控系统安装调试的步骤、方法和注意事项，为其它矿井更换设备提供了实践参考。

 

【关键词】电控系统；安装；调试；方案

1.概述

提升机作为煤矿生产的重要大型设备，负责着煤、人及物料的井上井下运输工作。因此，提升机必须满足安全、可靠、高效、长时的运行要求。提升机电控系统（以下简称电控系统）是控制提升机运行的重要电气设备。为了不影响生产，安排更换电控系统的时间一般只有三天左右，在如此短的时间内既要安排人员拆除旧设备，安装新设备，又要调试好新设备，将其投入运行。这就需要在更换电控系统前制定完整详细的实施方案。

 

2.更换电控系统前的准备方案

（1）开凿电缆沟

按照电控系统的设备布置图开凿电缆沟，电缆沟宽600mm，深600mm，侧面每隔1m两边各安装一个电缆架。

（2）加工电控系统各设备底座及编码器安装组件

按照电控系统设备底座图加工底座，使用宽100mm的槽钢焊接而成。按照编码器的需要加工连接轴和支架，注意要保证连接轴的同心度。

（3）安装磁铁及磁接近开关，敷设其电缆

按照电控系统的要求，在提升容器的侧壁上安装磁铁，在井筒中的过卷点、停车点、校正点、减速点的相应位置各安装两个磁接近开关，磁铁和磁接近开关的水平距离应小于180mm。敷设磁接近开关与电控柜间的电缆，并将接近开关的线接好。

 

（4）准备常用的工具及附件

准备接线工具及附件，包括液压钳、压剪、铜鼻子、紧固螺栓、偏口钳、剥线钳、螺丝刀、内六角扳手等。准备电缆标牌，并按照电控系统的要求详细做好标识，包括电缆序号、起点、终点、电缆种类。

 

（5）敷设主回路电缆、动力电缆、控制电缆

按照电控系统电缆表，根据现场的实际情况，将具备敷设条件的电缆敷设好，并留有至少1m的余量；电缆两端挂好标牌，将具备接线条件的电缆接好线。

（6）设备的辅助工作

高压柜做耐压和绝缘试验；变压器做耐压、绝缘和变比试验；电机做绝缘试验，制作和安装联轴器；电机风机加工通风道；液压站清洗电磁阀，换油等。

（7）其它事项

打印原理图、电缆表、布置图、电缆穿孔图、端子接线图等；按照电控系统端子接线图，打印每根电缆两端对应的线号，再按照接线地点分配线号。 

3.安全保障方案

（1）人员安全保障方案

施工负责人为停送电负责人，停电送电执行“电业规程”，停电、验电、封地线、挂“有人工作、禁止送电”标志牌，谁停电、谁送电，不得以喊话、电话通知送电。施工用工具、绝缘手套、电表均为合格品，有问题工具不得使用；起吊绳套应保证安全用具6倍安全系数，行吊动作、行走灵活，吊勾完好；保证工作服，绝缘胶鞋，安全带完好。井筒作业执行“井筒作业安全规程”；高架作业前确保安全带系好，扎脚地点稳固，不滑；高架作业需将施工设备固定良好，以防溜脱伤人，损坏设备。

 

（2）设备安全保障方案

稳抬、轻放，地点清理干净，无其他干扰，不带电移动设备。设备在通电前应检查保护器材良好，所有保护灵敏后，确认无问题，才准试运行。第一次通电电机应点动，注意方向，三相电流、电压符合要求，且与设计一致，观察设备有无异响、气味，线是否发热严重。

 

4.电控系统的安装方案

（1）拆除旧电控系统，安装新电控系统

先拆除旧电缆接线，再将旧柜体移出电控室，最后根据需要去除旧电缆；按照电控系统布置图，将新电控柜及设备放置于指定位置上；其中电机、风机及风道的安装人员一般为10人，24小时内完成；其余设备安装人员一般为30人，8小时内完成。

 

（2）敷设电缆，接线

按照电控系统电缆表及电缆穿孔图，将没有提前敷设的电缆敷设到位，并留有至少1m的余量，电缆两端挂好标牌；将电缆固定好，剥开电缆，逐个较线；按照电控系统端子接线图，将没有提前接线的电缆接于新电控系统上；主回路电缆安装人员一般为8人，10小时内完成；动力及控制回路电缆安装人员一般为8人，12小时内完成。

 

5.电控系统的调试方案

（1）查线和送电

按照电控系统端子接线图详细检查柜间接线，标记好错线漏线，并立即更改；测量各回路间的绝缘电阻；确认接线正确和绝缘无误后，依次给各回路送电，测量各路交、直流电源电压。

 

（2）直流传动系统调试

励磁装置电流环调试；电枢装置电流环调试；电枢装置速度环调试。

（3）主控系统调试

核对电控系统的内部信号，模拟合上安全回路；模拟各种工况开车，做安全保护模拟试验；调试各设备的相关联络，包括液压站，高压柜、快开、变压器、信号系统等。

（4）主控传动联合调试

矿井提升机篇10

矿井提升机是矿山中一种非常重要的电气设备，素有“矿山咽喉”之称。茂名是全国的油城之一，在工业应用中也会应用到矿井提升机的控制设备，传统的矿井提升机调速性能较差，对于矿井提升机在启动、停车、逻辑控制等方面也存在一些弊端，已经不能适应现代矿井高产出、高效益的要求。PLC与变频技术作为新型的工业技术在工控领域发挥着越来越重要的作用。高功能性和高效率的控制可以在矿井提升机的控制方面发挥出更好的优势。本文就将从PLC和矿井提升机系统概述、控制系统的搭建和软硬件系统等方面展开，对PLC与变频器在矿井提升机系统进行研究与改进分析。

【关键词】PLC 变频器 智能化 高效率 稳定性 安全性

1 概述

1.1 矿井提升机系统的概述

矿井提升机系统是矿井挖掘中一个非常重要的电气设备，它的工作正常与否直接关系着矿井的生产效率。矿井提升机系统主要作用是可以把采集到的有用的矿石、煤炭和石油等物品从矿井底部运输到矿井的顶端。所以说，矿井提升机是开采矿井的“咽喉”。矿井提升机系统一旦出现故障，会直接的关系到矿井的正常生产，但是传统的矿井提升机还存在一些隐患，严重时危及人的生命。在智能控制、高效生产和安全方面也有待提高，所以需要开发新的矿井提升机系统来实现这些要求。

1.2 PLC与变频技术的概述

PLC与变频技术是当前广泛应用的一项工控自动化技术，首先，PLC的稳定性高是应用于工控自动化的原因。PLC内部自带的光电耦合器隔离了外部的电路和内部的电路，可以很好的免去外部电路对于控制器部分的干扰问题。变频技术则对它的多个速度和稳定性有较强的控制，避免了人为操作的时候出现的一些问题。因为都是智能化的控制系统，所以矿井提升机系统在设计和改进的过程中，取得了良好的应有效果。

2 系统的控制原理和整体构成

2.1 矿井提升机系统的主要组成部分和工作原理

矿井提升机系统是一个非常复杂的系统，它的主要组成部分包括：提升容器、提升钢丝绳、动力部分的提升机（包括机械部分和拖动部分）、矿井提升机的井架等固定设备。除此以外，他还需要有一些辅助的系统，比如机械传统、系统部分、观测和控制系统以及制动系统。

传统的缠绕式提升机设备是一种常用的设备，它由卷筒、钢丝绳、天轮、提升容器和平衡尾绳等组成。其的工作原理是矿井提升机的动力拖动部分是安装在地面的提升机房。提供牵引动力的钢丝绳一头固定在卷筒上，另一端绕过天轮（顶端的定滑轮）之后连接到提升容器的顶端。当滚筒在电力拖动部分拖动以后就会通过钢丝绳带动提升容器部分进行上下的目的，实现人或者物在矿井中的运输。目前缠绕式矿井提升机一般应用在较浅井的矿井之中。

2.2 PLC与变频技术矿井提升机系统的构成

PLC与变频技术矿井提升机系统的系统要求主要分为两个部分，分别是主动指令控制和自动保护控制指令。

在主动的操作指令层面，管理人员可以根据现场的工作情况和实际的需要，可以通过改变各种参数来实现矿机提升机控制系统工作状态的改变。矿井提升机的主动指令操作主要包括电控系统工作状态的改变，设置预定的工作流程，让系统自动的按顺序改变工作状态。除了人为的设定系统的工作状态还可以人为的改变单个指令。比如改变系统的启动、停止、加速、减速、制动等都有对应的单个指令。系统下达指令以后通过PIC改变变频器的工作状态，实现多个速度的运行，从而实现对机械部分的控制。

另一部分是保护监视系统的指令操作。根据要求事先设定的参数，当参数不在设定的范围时，系统的保护部分会自动的下达指令，让系统采取措施，防止发生危险。控制系统的保护部分主要包括：速度监视、过卷监视、变频器监视、提升容器实施监视、过载监视和深度监视这几个部分。按照具体功能的不同，矿井提升机系统整个控制系统分为行程系统、保护系统和辅助系统三个部分。

3 矿井提升机系统的硬件构成

3.1 行程控制PLC与变频技术的硬件构成

行程的控制是一种典型的位置控制，控制的目的是让提升容器准确的停在指定的位置。典型的比较成熟的控制硬件配置是光-电增量式转角-脉冲变换器。具体的安装过程是把旋转编码器用联轴器固定在提升机的驱动轮上，这样就可以把驱动轮的转动变成电信号采集到PLC，再利用PLC与变频技术上下进程和时间、速度等进行控制，使PLC与变频技术矿井提升机系统可以正常地进行运作，如图1所示。

3.2 PLC与变频技术矿井提升机系统保护系统的硬件构成

在这部分保护系统中要注意两个方面的问题，一是电源模块的供电问题，需要电源模块可靠稳定的把220V-AC转换为24V-DC。没有稳定的电源PLC与变频器输出就不能正常的进行。另一个部分是数模-模数转化模块的质量，通过数字与模拟信号之间的转换，能够更有效、更准确的处理出PLC与变频器输入、输出的信号连接口，如果定时与计算出现了问题，那么就会造成系统的瘫痪，严重的会造成人员伤亡和机器的损坏，如图2所示。

3.3 PLC与变频技术矿井提升机系统控制部分的硬件构成

通过按钮与键盘的输入控制，利用模块之间的通信，实现数据与数据之间的转换，对PLC与变频技术的通信端口与输出端口进行控制，利用指令灯系统的与感应系统的反馈，实现系统通信、运行、报警和音频的智能控制，如图3所示。

4 PLC与变频技术矿井提升机系统的软件构成

系统主要是有三个部分构成的，这里采用的是STEP7，编程环境在这里不做过多的赘述。编程采用模块化的设计，在行程的控制部分，选择的是三个模块，分别是OB100、OB1和DB35。

其中，OB100模块的作用是用来启动的。在该模块中设置了程序的初始化指令，相关的系统参数的设置也是在这个部分设置的，类似于单片机的头文件。在上电初始化的时候，该模块被执行一次，保障系统能够正常的启动。但是这个部分只在PLC与变频技术矿井提升机系统启动的过程中执行，之后不参与程序的循环。

OB1模块为循环模块也就是常说的主程序模块，这个部分是程序运行时一直循环的过程。通过设计时的程序流程图可以知道，主程序是一个主要的循环过程，在主程序循环的过程中可以调用相关的子模块程序，SFB、SFC、FB、FC等都可以在主程序中调用出来。运用这种模块化的程序设计可以快速的设计，而且在调试的过程中可以很快的发现问题，改动的时候也不必全部的去修改。程序主要是应用在PLC与变频技术矿井提升机系统的工作与应用。

DB35是循环中断的子程序。PLC中的程序是循环执行的，要想做出什么改变的时候就需要中断了。循环的时间值设定在0到60之间，具体的设置过程需要根据实际的用户需要进行设置。程序主要应用在PLC与变频技术矿井提升机系统出现故障或问题时，相应程序应该出现有的中断或中止，终端程序需要包括有：

（1）需要根据用户当地的逻辑过程给出中断的实际值，当需要改变程序执行状态的时候就要进行中断过程。

（2）当PLC受到传感器传来的故障信号的时候要马上进行中断，并调到故障处理子程序部分。

（3）采集的数据和预先设定的数值误差过大的时候也需要调用相应的子程序模块。变频器技术则应用于频率上的控制，对时间、速度、频率上的控制与同步起到很大的帮助。

5 总结

以上是根据自己多年的PLC、变频技术的研究和应用写出关于PLC与变频技术矿井提升机系统的文章，其中包含了组成的硬件部分和软件部分的程序思路以及注意事项。这种新型的矿井提升机系统相比于传统的矿井提升机在性能上有了很大的提升，达到了智能、高效、省时、省力、安全的效果。在参与设备的设计和改造时，产品也得到了当地单位的一致好评。当然，在新环境中设计与安装矿井提升机系统设备时，因地制宜地应用不同的PLC及变频器和机械设备。本文只作为部分的参考，希望能给广大的读者带来一些帮助。

参考文献

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[2]梁强，编著.西门子PLC控制系统设计及应用[M].北京：中国电力出版社，2011.

[3]姜建芳，编著.西门子S7-300/400 PLC工程应用技术[M].北京：机械工业出版社，2015.

[4]王建，杨秀双，编著.西门子变频器入门与典型应用[M].北京：中国电力出版社，2012.

[5]姚立波，周连平，编著.西门子变频器应用技术[M].北京：清华大学出版社，2015.