自動化控制在礦山提升機中的應用

王越頂

摘要

在銅礦企業(yè)的日常生產(chǎn)作業(yè)過程中，礦山提升機有著無可替代的價值作用，不論是煤炭開采還是有色金屬開采均要用到這一設備。而隨著近些年來科學技術(shù)的快速發(fā)展，礦山提升機技術(shù)也取得了巨大的發(fā)展進步，尤其是越來越向著自動化的趨勢所發(fā)展，礦山提升機的自生化發(fā)展能夠顯著降低人工操作失誤現(xiàn)象，促使企業(yè)的生產(chǎn)效率得以大幅度的提升，這對于我國礦山行業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展將會起到至關(guān)重要的促進作用。

【關(guān)鍵詞】礦山提升機 發(fā)展趨勢 自動化控制 PLC

隨著近些年來一些礦產(chǎn)企業(yè)開始逐步探索對提升機系統(tǒng)的改造處理，把傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)提升至了自動化控制的高度水平。由自動化控制技術(shù)在礦山提升機上的實際應用效果來看，其相較于傳統(tǒng)系統(tǒng)在穩(wěn)定性上有了大幅度的提升，且操作起來也更加簡便，特別是在安全性與降低能耗上的效果異常顯著，有著巨大的優(yōu)勢價值。對此，本文將重點就自動化控制趨勢在礦山提升機上的發(fā)展與應用展開深入探討。

1現(xiàn)狀分析

在銅礦、有色金屬等礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程當中均需應用到礦山提升機設備，其主要是對礦產(chǎn)資源、工作人員及施工材料進行運輸。由此便可表明礦山提升機有著巨大的作用價值，其主要負責了對原材料與人員的輸送工作，與礦產(chǎn)開采過程中的作業(yè)安全關(guān)系密切。礦山提升機本身的性能水平將會對礦山生產(chǎn)與人員安全產(chǎn)生決定性的影響。我國在這一領域發(fā)展時間相對較短，礦山提升機控制系統(tǒng)的滯后性使得我國在礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)效率上也長期處于較低的水平程度，生產(chǎn)安全難以得到有效保障。鑒于我國在這一領域的技術(shù)水平不夠成熟，長期受制于國外的技術(shù)壟斷，也便導致礦產(chǎn)開采企業(yè)的經(jīng)營成本大幅度增加。在應對經(jīng)濟全球化發(fā)展的當今時代，隨著國際間的行業(yè)競爭愈發(fā)加劇，我國在這一方面的研究工作也奮起直追，目前己經(jīng)研制出一批具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的自動化控制礦山提升機，相信隨著對樣機試驗工作的深入開展，國產(chǎn)自動化礦山提升機的實踐應用己經(jīng)指日可待。

2主提升機自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

主提升設備通常會負擔一定的礦產(chǎn)提升任務，因而也便要求其在實際的運行過程當中必須要能夠達到良好的可靠性，具備有一定的安全保障，可完全依據(jù)預定速度及軌跡來實現(xiàn)穩(wěn)定開啟、運行及停車。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要就包括了主回路系統(tǒng)、全數(shù)字調(diào)節(jié)部分以及操作臺與監(jiān)視器這三大部分內(nèi)容，現(xiàn)將具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析如下：

2.1主回路系統(tǒng)

利用至少兩臺整流變壓器來給予電動機電樞回路持續(xù)給予電力供應，整流變壓器接入至兩臺TCP2型可逆晶閘管變流柜內(nèi)，進而建立起12相的可逆整流電路，再通過平衡電抗器以及連并之后經(jīng)由整流橋輸出，直至實現(xiàn)對電樞的電力供應。采用此種方式不僅能夠促使電網(wǎng)本身所受到的擾動影響可得以大幅度的降低，同時還可降低高次諧波分量，促使其效率得以顯著升高。電動機勵磁經(jīng)由單臺整流變壓器連接至6RA70裝置實現(xiàn)電力供應，并可由此構(gòu)建起三相全數(shù)字磁場系統(tǒng)。

2.2全數(shù)字調(diào)節(jié)部分

針對這一調(diào)節(jié)部分的內(nèi)容可憑借自身需求來選取出適當?shù)目刂葡到y(tǒng)。如應用在控制傳動當中的全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)便可通過C163與C165高效能微處理器來共同承擔電樞與勵磁回路調(diào)節(jié)及傳動控制功能。在軟件系統(tǒng)內(nèi)，通過參數(shù)所構(gòu)建起的程序模塊主要承擔調(diào)節(jié)作用，其最為突出的一項優(yōu)勢特性即為對速度及轉(zhuǎn)矩能夠達到極高的控制精準性。

此系統(tǒng)最為突出的技術(shù)特性為：

（1）在其內(nèi)部安裝R232通信接口；

（2）可實現(xiàn)對多種網(wǎng)絡通信功能以及參數(shù)的自動優(yōu)化功能；

（3）電網(wǎng)電壓波動范圍不超過±10%；

（4）靜態(tài)速度精度應當基于脈沖買便器回饋數(shù)據(jù)±0.0%的范圍區(qū)間內(nèi)；

（5）具備有完整的故障檢測及診斷功能。

這一系統(tǒng)的控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)控等功能均可憑借微處理器來達成，可實現(xiàn)對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的精準組態(tài)，對于各項調(diào)節(jié)器亦可達到自動優(yōu)化的效果。同時本裝置還具備有故障顯示、診斷、報警及保護等多種功能，給定與反饋均需通過數(shù)字量來達成。

2.3操作臺與監(jiān)視器

操作臺主要就包括了左、右操作臺與指示操作臺三部分內(nèi)容。

（1）左操作臺具體負責高壓送電按鈕、磁場送電按鈕、制動手柄、快開控制按鈕及復位按鈕等。

（2）右操作臺所控制的內(nèi)容主要就包括了主令操作手柄、控制方式開關(guān)、工作方式開關(guān)以及信號聯(lián)絡按鈕等。

（3）指示操作臺主要就包括了對相關(guān)參數(shù)信息的顯示與指示，應當將信號作為主要內(nèi)容，其中具體包括了指示器、監(jiān)視器、實時顯示運行參數(shù)的儀表、操作信號指示燈、故障信號指示燈等內(nèi)容。

在礦山提升機控制方面最為核心的一部分內(nèi)容是對位置的精準控制，所進行控制的核心目的即為促使控制精度能夠進一步得以提升。控制精度的提升也同時對PLC設備的性能提出了更高的要求，必須要確保將控制誤差始終保持在2cm內(nèi)，PLC控制主要是利用搜集礦山提升機在運行階段的傳感信號來達到自動化控制。傳感信號主要有對停車地點的感應，滾筒速率感應、重量感應多項感應系統(tǒng)。利用PLC系統(tǒng)可以針對所接收到的信息內(nèi)容實施精準處理，而后將處理完成的信息傳導至左側(cè)操作臺并由此來達到對礦山提升機的精準掌控。

指示操作臺上的監(jiān)視器可以直接進行人機對話，并可依據(jù)要求將主回路以及低壓配電回路、液壓制動系統(tǒng)、提升系統(tǒng)及裝卸載系統(tǒng)的運行情況及時的顯示出來，將提升機的整體運行參數(shù)與狀況如實的反映出來，并且也可將故障問題的類型與時間做到具體明確。監(jiān)視器的功能多樣性可確保操作人員及時的掌握提升機的運行情況，一旦出現(xiàn)問題情況，工作人員便可及時經(jīng)由監(jiān)視器來掌握故障類型及其發(fā)生位置，進而也便能夠在第一時間通知相關(guān)檢修人員進行故障檢修處理，從而也便能夠促使生產(chǎn)效率得以大幅度的提升。

3PLC控制器應用

PLC控制器即為可編程邏輯控制器，是利用微電腦控制來實現(xiàn)設備運行的一種數(shù)字化電子技術(shù)。PLC控制在日常生活中的應用能夠促成對設備自動化控制的有效實現(xiàn)，利用對內(nèi)部微電腦的精準控制，便可促成對控制指令的接收與執(zhí)行，避免人為性的不當操作行為，降低故障問題的發(fā)生率，促進對操作精確性與便捷性的全面提升。鑒于PLC控制器具備強大的功能性極其技術(shù)操作簡便的這一特性，現(xiàn)己被大規(guī)模的應用在了目前的工業(yè)生產(chǎn)過程中，對于提升生產(chǎn)效率，推動我國的工業(yè)自動化發(fā)展起到了巨大的作用價值。要想促成礦山提升機自動化發(fā)展程度的全面提升，就必須要依賴于對PLC控制器的高效化應用，這一控制設備對于整體礦山提升機的設計與應用將會起到至關(guān)重要的作用價值。特別是近些年來隨著礦山提升機自動化程度的持續(xù)發(fā)展，采用先進性的PLC控制器來替代傳統(tǒng)繼電控制器現(xiàn)己成為在整個礦山工業(yè)發(fā)展過程當中一項不可逆轉(zhuǎn)的主流趨勢。也正因如此，就開展好有關(guān)PLC控制器技術(shù)的研究工作，對于提升礦山提升機的自動化程度將會起到極其重要的作用價值。endprint

將PLC控制器應用于礦山提升機設備當中，可促使其自動化水平更上一個臺階，PLC控制技術(shù)目前己經(jīng)被廣泛性的應用進了礦山提升機的各項操作元器件當中，實現(xiàn)了對礦山提升機運行穩(wěn)定性與安全性的全面提升。在真實的工作環(huán)境當中，礦山提升機的操作人員可利用PLC控制器當中的微電腦控制原件來完成對提升機設備速度的精準調(diào)控，同時也可確保其實現(xiàn)更加精確、高效化的運行，能夠大幅度降低因為人為性的手動操作失誤而導致設備本身的安全性及穩(wěn)定性受到影響。作為一種操作人員和礦山提升機之間互相開展溝通、協(xié)調(diào)的平臺，PLC控制器可促使操作人員通過動態(tài)顯示屏來及時掌握礦山提升機的實際工作狀況與運行過程中的參數(shù)變化情況，一旦產(chǎn)生了設備異?，F(xiàn)象，便可利用PLC控制器來及時找出故障問題的所在位置，促使運行人員更加精準、高效的將問題故障予以排除，促進對故障排除率的顯著提升，避免由于礦山提升機停止運行而造成巨大的經(jīng)濟損失，促進礦上企業(yè)工作效率能夠得以全面提升企業(yè)本身的經(jīng)濟效益亦可得到有效保障。

4未來發(fā)展趨勢

礦山提升機設備在歷經(jīng)了多年的發(fā)展之后，其目前所呈現(xiàn)出的發(fā)展趨勢主要包括了以下幾個方面：

4.1提升容器將得到進一步的改進

主井箕斗將選用具備外動力的側(cè)卸式，在裝載方面亦可選用定量，箕斗不用將曲軌卸載由此便可經(jīng)由減短循環(huán)時間來實現(xiàn)高效率的目的。

4.2平滑調(diào)速且具備高調(diào)速精度

鑒于提升機設備負載改變相對較大，速度調(diào)控范圍也較為廣泛，為了能夠達到工藝施工標準要求就必須要切實依據(jù)規(guī)定速度要求來運行，因而也就需要電氣傳動系統(tǒng)可實現(xiàn)平滑調(diào)速。

4.3全數(shù)字化控制

通過引入微機控制系統(tǒng)后，在微機計算速度不斷提升的同時，儲存器容量花、高級專用集成電路應用和軟硬件組合將會通過一種新型化的方式來處理數(shù)字控制小型化問題，由此數(shù)字化控制也將成為礦山提升機的一個主要發(fā)展趨勢。

4結(jié)束語

總而言之，隨著當前技術(shù)的快速發(fā)展與進步，礦井提升機的占也越來越趨向于自動化的發(fā)展方向，PLC技術(shù)也將會得到更加廣泛性的應用，大量的新型技術(shù)手段與方法也將會得以全面性的應用。在今后的礦井提升機控制系統(tǒng)發(fā)展過程中必定還會同時整合多種功能，可視化、智能化、機電一體化將是未來的主流發(fā)展趨勢。相信隨著新技術(shù)與新功能的不斷應用，礦山提升機的發(fā)展也將迎來更加巨大的市場前景。

參考文獻

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