基于金礦提升運輸設(shè)備機電控制的關(guān)鍵技術(shù)研究

張新濤

（山東省招遠市金亭嶺礦業(yè)有限公司，山東 招遠 265400）

基于金礦提升運輸設(shè)備機電控制的關(guān)鍵技術(shù)研究

張新濤

（山東省招遠市金亭嶺礦業(yè)有限公司，山東 招遠 265400）

提升運輸設(shè)備在金礦開采當(dāng)中的作用十分關(guān)鍵，這就要求設(shè)備能夠安全可靠的運行?；诖耍疚膶μ嵘\輸設(shè)備機電控制系統(tǒng)的發(fā)展進行了分析，同時對基于PLC的提升運輸設(shè)備機電控制的關(guān)鍵技術(shù)進行了總結(jié)，以供參考。

金礦；提升運輸設(shè)備；機電控制；PLC；關(guān)鍵技術(shù)

0 引言

提升運輸設(shè)備的安全穩(wěn)定運行意義重大。自動化控制系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展為提升運輸設(shè)備的發(fā)展提供了極大的助力，同時對于提升運輸設(shè)備的安全穩(wěn)定運行發(fā)揮著積極作用。下面著重針對金礦提升數(shù)設(shè)備的機電控制進行研究，對其關(guān)鍵技術(shù)進行探討。

1 提升運輸設(shè)備機電控制系統(tǒng)的發(fā)展

關(guān)于提升運輸設(shè)備的機電控制技術(shù)經(jīng)歷了多個時期，第一代的控制系統(tǒng)以繼電器為核心進行控制，第二代控制系統(tǒng)采用分離元件進行控制，第三代采用模擬電路控制，現(xiàn)階段進入第四代控制系統(tǒng)——微電子數(shù)字控制系統(tǒng)。這也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的必然趨勢，特別是自動化控制技術(shù)的發(fā)展，在礦山提升運輸設(shè)備機電控制當(dāng)中的應(yīng)用，使提升運輸設(shè)備的機電控制有了質(zhì)的飛躍。

提升運輸設(shè)備在金礦生產(chǎn)過程當(dāng)中十分重要，是金礦生產(chǎn)運輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，提高其機電控制系統(tǒng)性能，將直接影響礦山生產(chǎn)安全及效率，同時也是礦山提升機發(fā)展的重要表現(xiàn)?，F(xiàn)階段，在我國很多礦山上的提升機設(shè)備的動力系統(tǒng)以1000kW以下交流異步電機為主，基于這種動力系統(tǒng)，傳統(tǒng)的機電控制系統(tǒng)暴露出來的最顯著特點就是調(diào)速能力差，能耗大且控制精度低，監(jiān)測及安全保護不完善，可靠性、安全性較低，后期維護投入大，運行經(jīng)濟性較差。

微電子技術(shù)的發(fā)展，使得這些問題得以改觀。國外在70年代，便開始在提升機的機電控制中應(yīng)用微電子技術(shù)，使礦山提升運輸有了質(zhì)的飛躍，表現(xiàn)在以下幾點。其一，微機控制提升工藝過程。微機使用靈活，功能強，運算速度快，在交流變頻裝置當(dāng)中，對提升工藝過程而言，比較容易實施實時監(jiān)控現(xiàn)實，且具備診斷功能。其二，控制提升過程。對于提升過程的控制，其本質(zhì)就是控制提升機的位移，對控制精度要求高，需要保證運輸容量在準確位置停車。微機控制可通過傳感器采集信息，自動控制位移，并進行保護，目前控制精度誤差在2cm以下。其三，監(jiān)控提升過程。采用微機控制可實現(xiàn)對提升過程當(dāng)中各種工況下的參數(shù)、設(shè)備運行、各傳感器的監(jiān)視，實現(xiàn)故障診斷，提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的故障并處理，提高設(shè)備的安全可靠性。其四，安全回路。這是微機控制當(dāng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使設(shè)備在出現(xiàn)故障時，使提升運輸設(shè)備進入安全保護狀態(tài)，這是確保人員及設(shè)備安全的最后一道屏障。

2 基于PLC的機電控制系統(tǒng)

2.1 PLC

PLC可編程邏輯控制器，在自動化生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用十分廣泛。以微電子技術(shù)為核心發(fā)展起來的PLC作為自動控制裝置，專門為工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計，采用可以編制程序的存儲器，用來執(zhí)行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數(shù)及運算等指令。并通過數(shù)字或模擬信號實現(xiàn)對現(xiàn)場控制裝置的自動化控制，可對各類機械設(shè)備及生產(chǎn)過程進行自動控制。

2.2 機電控制裝置要求

提升運輸設(shè)備包括多水平提升及單水平提升系統(tǒng)，但無論是單水平還是多水平系統(tǒng)，其運作方式都是循環(huán)往復(fù)，且較為固定。而就單水平提升與多水平提升來說，區(qū)別在于運動距離，單水平提升的運動距離是相同的，而多水平提升則不一定。基于此，對提升運輸設(shè)備幾點控制裝置有如下要求：四象限運行；調(diào)速性能好；能夠控制加速、減速并使其大小符合相關(guān)要求；易于轉(zhuǎn)換工作方式；加速及減速需平穩(wěn)，需要可靠的速度給定設(shè)備；具備故障檢測、設(shè)備監(jiān)控、信號報警、安全連鎖、閘控設(shè)備，確保提升運輸設(shè)備運行安全可靠。

2.3 基于PLC的提升機運輸設(shè)備機電控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 工藝控制

PLC的編程十分方便，且靈活完善，在工藝流程的控制當(dāng)中，使用邏輯關(guān)系指令進行模糊控制，通過變頻器實現(xiàn)異步電機的調(diào)頻控制。同時以PLC為核心通過工業(yè)以太網(wǎng)連接管理計算機與現(xiàn)場控制裝置，采用多重連鎖以及可靠的檢驗，組成性能良好且完善的控制及監(jiān)視系統(tǒng)，實現(xiàn)提升運輸設(shè)備工藝過程的自動化控制。

2.3.2 行程控制

利用PLC可實現(xiàn)提升機的位移控制，確保停車位置準確。值得一提的是在工藝允許時，對于副井提升，考慮到人員的感受，盡量采取無爬行控制。同時，為控制設(shè)備及鋼絲繩的動態(tài)沖擊，以及減少對電網(wǎng)的沖擊。一般可利用PLC的定時功能，設(shè)定定時加速度控制，并根據(jù)現(xiàn)場工況進行調(diào)整。

2.3.3 監(jiān)控系統(tǒng)

對提升運輸設(shè)備的監(jiān)控，關(guān)鍵是要監(jiān)視減速段是否出現(xiàn)超速及過卷和等速段是否超速。以PLC為核心的電子式裝置和井筒開關(guān)便可實現(xiàn)對上述工況的監(jiān)視。同時根據(jù)添加的傳感器，可實現(xiàn)多設(shè)備的故障診斷，以及運行情況監(jiān)視等功能。

2.3.4 制動系統(tǒng)

實現(xiàn)對制動系統(tǒng)的監(jiān)控，同時要保證制動系統(tǒng)的安全可靠運行，以及對相關(guān)液壓站的控制。該功能與安全回路的技術(shù)要求類似，一般通過兩臺PLC構(gòu)成監(jiān)視及控制系統(tǒng)，一旦有一臺PLC出現(xiàn)故障，另外一臺PLC依然可以保證制動設(shè)備的安全可靠運行，且可實現(xiàn)兩臺PLC間的相互監(jiān)視。

2.3.5 安全回路

安全回路使設(shè)備在故障時進入安全保護狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)故障報警、事故停車、緊急停車，同在完成后閉鎖系統(tǒng)?；诖税踩芈返墓收蠙z測及監(jiān)視功能必須要完善，且性能強大，確保一旦出現(xiàn)故障能夠保證安全制動的準確實施，防止故障造成難以估量的損失。

3 結(jié)束語

在微電子技術(shù)的發(fā)展推動下，金礦提升運輸設(shè)備機電控制得到了快速發(fā)展。特別是PLC的運用使得提升運輸設(shè)備的工藝進入自動化生產(chǎn)領(lǐng)域，對于提升運輸設(shè)備的安全可靠運行作用顯著?；诖?，本文對金礦提升運輸設(shè)備機電控制系統(tǒng)的發(fā)展進行了闡述，同時對該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，以期能夠?qū)鸬V開采提供一些指導(dǎo)意義。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.175