礦山提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造的必要性分析

王鵬翔

（中礦金業(yè)股份有限公司，山東 煙臺(tái) 264000）

隨著時(shí)代的發(fā)展，大部分礦業(yè)企業(yè)都已經(jīng)意識(shí)到以往使用的提升機(jī)系統(tǒng)無法滿足日常工作的需求，并且紛紛做出自動(dòng)化的改造，整體分析改造后設(shè)備的運(yùn)行效果我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際運(yùn)行的過程中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有非常強(qiáng)的可靠性，同時(shí)還有著非常高的安全性能等，與此同時(shí)，控制起來也非常的簡(jiǎn)單，還可以帶來顯著的節(jié)能效果[1]。優(yōu)化改造之后的設(shè)備，在功能方面相比較之前沒有優(yōu)化的控制系統(tǒng)，優(yōu)化改造之后的設(shè)備具備更為顯著的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用的效果更為顯著。

本次研究則主要選擇礦山提升機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)的改造作為整體的研究對(duì)象，產(chǎn)生礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，分析其改造的重要價(jià)值，并且提出礦山提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正確使用方法。為后續(xù)一系列礦山提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造方面的研究提供參考。

1 改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)情況

改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用的過程中會(huì)存在很多的問題，所以已經(jīng)被逐漸棄用，最為明顯的一個(gè)問題就是在實(shí)際運(yùn)行的過程中無法正確有效的調(diào)整速度，在調(diào)節(jié)的過程中，需要耗費(fèi)非常多的能源，并且無法合理、準(zhǔn)確的控制精確度，同時(shí)還存在監(jiān)控以及安全維護(hù)等多個(gè)方面的問題，缺乏足夠的安全系數(shù)，并且，維修以及保護(hù)方面還有非常多繁瑣的工作需要做[2]。除此之外，改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)還需耗費(fèi)非常高的運(yùn)行成本。因?yàn)樯鲜龇N種劣勢(shì)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)問題頗多需要得到及時(shí)的更新跟改造，自動(dòng)化改造的必要性非常顯著。改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)主要問題如下所示：第一個(gè)問題是改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)缺乏足夠的自動(dòng)化水平，這是導(dǎo)致生產(chǎn)成本逐漸增加的一個(gè)主要原因，并且還會(huì)直接影響到生產(chǎn)的數(shù)量。第二個(gè)問題是改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)具有比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)組成，并且還會(huì)涉及到多種復(fù)雜的系統(tǒng)問題，甚至還會(huì)直接破壞一些關(guān)鍵的零部件，同時(shí)還會(huì)逐漸加大對(duì)應(yīng)的設(shè)備維修以及保護(hù)的難度跟強(qiáng)，這是影響生產(chǎn)效率難以提升的一個(gè)主要原因。第三個(gè)問題是改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)換檔以及啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生非常大的電流沖擊，那么機(jī)械則需承受非常大的沖擊，這是影響電機(jī)使用年限的一個(gè)主要的原因。第四個(gè)問題是改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)低速段以及低電壓的啟動(dòng)力矩比較小，缺乏滿足需求的帶負(fù)載水平，所以無法及時(shí)有效的完成恒轉(zhuǎn)矩提升這一個(gè)需求。第五個(gè)問題是改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)在爬行以及低速度過程中，通常情況下，想要實(shí)現(xiàn)提升運(yùn)行的速度，一般都需要通過使用制動(dòng)閘皮的摩擦滾筒，在上述的基礎(chǔ)上進(jìn)行下一步的有效控制，特別是在負(fù)載存在明顯變化的時(shí)候，基本上很難控制住恒減速，這就會(huì)形成速度調(diào)節(jié)不夠連續(xù)的現(xiàn)象，與此同時(shí)，改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)在速度性能控制方面效果也非常的差。第六個(gè)問題是在電阻上會(huì)損耗、浪費(fèi)很多的電力資源，除此之外，在申阻器設(shè)備安裝的過程中也會(huì)形成很多空間的浪費(fèi)。提升機(jī)舊設(shè)備如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)子串電阻

2 礦山提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造的目標(biāo)跟方向

2.1 礦山提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造的目標(biāo)

第一個(gè)目標(biāo)：優(yōu)化控制、優(yōu)化運(yùn)行和優(yōu)化管理磨礦的整個(gè)生產(chǎn)過程，促使整個(gè)過程都可以是非常安全的且穩(wěn)定的，在實(shí)際工作中，還需要進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品的質(zhì)量，最大程度的提升礦井的生產(chǎn)能力，生產(chǎn)效率。并且實(shí)現(xiàn)加料自動(dòng)化、運(yùn)輸自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)的穩(wěn)定選別，促使經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提升。

第二個(gè)目標(biāo)：合理有效的監(jiān)控整個(gè)礦工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于每一個(gè)詳細(xì)的生產(chǎn)流程都可以及時(shí)地了解跟掌握，并且全方位地了解各個(gè)工序的生產(chǎn)情況[3]。在遇到突發(fā)事件的時(shí)候需要第一時(shí)間做好反應(yīng)，并且快速的解決問題，促使全自動(dòng)化控制操作得以貫徹實(shí)現(xiàn)，并且還需要做好兼顧安防，實(shí)時(shí)調(diào)度等方面的工作。

第三個(gè)目標(biāo)：礦山提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的系統(tǒng)，可以最大程度的降低環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)能耗消耗的減少，實(shí)現(xiàn)作業(yè)環(huán)境的改善，合理化勞動(dòng)力度，最后實(shí)現(xiàn)文明的生產(chǎn)。

2.2 礦山提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造方向

2.2.1 提升過程的控制

礦山提升機(jī)在工作中，提升的過程基本上都是通過PLC進(jìn)行控制的。PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的、穩(wěn)定的功能，并且在實(shí)際應(yīng)用PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的過程中，整體操作非常的簡(jiǎn)單易上手，并且PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)還有著非常快的計(jì)算速度，與此同時(shí)，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)挺適合還具有顯著的診斷功能，這是普通形式的模擬控制系統(tǒng)無法具備的[4-9]。提升機(jī)中大部分裝置都是自動(dòng)化形式的，例如：操作臺(tái)、主控系統(tǒng)、上位機(jī)、變頻器和每一個(gè)信號(hào)的控制箱，并且通過網(wǎng)絡(luò)將這些裝置進(jìn)行連接。數(shù)據(jù)的處理是實(shí)時(shí)采集的，所以，這樣一來就可以最大程度的降低了發(fā)生事故的幾率。

2.2.2 提升位置的控制

提升機(jī)控制的本質(zhì)其實(shí)是在于控制提升的位置，換句話說，在預(yù)定的位置實(shí)現(xiàn)提升物體的控制，并且還有著非常嚴(yán)格的精確度標(biāo)準(zhǔn)。

在控制位置上，無法避免誤差問題的產(chǎn)生，也就是說，在控制的過程中，如果高了幾厘米或者是低了幾厘米都會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。利用PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制可以對(duì)沒有傳感信號(hào)進(jìn)行采集，再對(duì)每一個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理，在上述的基礎(chǔ)上精準(zhǔn)、正的控制提升系統(tǒng)。

2.2.3 提升行程的控制

從本質(zhì)上來說，提升機(jī)的控制角度其實(shí)是控制位置，需要從根本上保證在預(yù)定的位置實(shí)現(xiàn)容量提升來停車，并且還有著非常嚴(yán)格的精確度標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段，控制誤差的范圍需要≤2cm。在使用PLC控制系統(tǒng)的過程中，可以有效的收集跟采集各種的傳感信號(hào)，例如：感應(yīng)停車地點(diǎn)、檢測(cè)鋼絲繩松繩、比較檢測(cè)配重以及滾筒速度等，在上述的基礎(chǔ)上合理的處理信號(hào)，以此保護(hù)提升機(jī)系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)整體控制的精確化。

圖2 操作臺(tái)

2.2.4 提升全程的監(jiān)測(cè)

在提升機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造后，可以發(fā)現(xiàn)其安全性得到了強(qiáng)化，并且還可以提升其可靠性，所以，我們需要從根本上重視提升機(jī)全過程的監(jiān)測(cè)，全過程的監(jiān)測(cè)的提升實(shí)現(xiàn)階段提升機(jī)最為主要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在提升的過程中，PLC控制系統(tǒng)的使用主要是監(jiān)測(cè)一些參數(shù)，詳細(xì)步驟如下所示：各個(gè)運(yùn)行裝置狀態(tài)的監(jiān)測(cè)；整個(gè)過程中工作情況參數(shù)的監(jiān)測(cè)；各個(gè)傳感器信號(hào)的監(jiān)測(cè)。在完成上述參數(shù)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，就可以在大部分問題在發(fā)生之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，以此為基礎(chǔ)從根本上防止發(fā)生危險(xiǎn)事故，與此同時(shí)，還可以按照實(shí)際需求保存跟存儲(chǔ)好各種重要的監(jiān)視參數(shù)，并在上位機(jī)上面做出標(biāo)記跟顯示，這樣一來在后續(xù)的一系列問題排查的過程中就方便的多。

3 礦山提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造的必要性分析

在礦山提升機(jī)中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，能夠使得礦山提升機(jī)自動(dòng)化程度得到最大程度的改善?，F(xiàn)如今，在礦山提升機(jī)的各個(gè)設(shè)備均已經(jīng)開始廣泛使用PLC控制技術(shù)，且取得了非常顯著的應(yīng)用效果。同時(shí)也因?yàn)镻LC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在各個(gè)礦山提升機(jī)的性能方面都可以得到基礎(chǔ)性的改善。在開展實(shí)際礦井工作的過程中，通過使用PLC控制系統(tǒng)，操作人員可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的精確操作，由此一來，還可以從根本上改善工作效率。在確保礦山提升機(jī)工作效率的基礎(chǔ)上使用PLC控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)整體實(shí)際工作穩(wěn)定性的改善，還可以改善其安全性。

與此同時(shí)，在實(shí)際的礦山提升機(jī)工作中，還可以避免因?yàn)槿藶橐蛩卦斐傻氖д`。并且，通過使用PLC控制系統(tǒng)，我們還可以準(zhǔn)確定位礦山提升機(jī)中的故障問題。在操作的過程中，礦山提升機(jī)如果出現(xiàn)了嚴(yán)重的故障，PLC控制系統(tǒng)就可以第一時(shí)間及時(shí)的提醒操作人員，從而防止礦山提升機(jī)故障，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，促使企業(yè)工作效率跟工作質(zhì)量得到提升，同時(shí)還可以促使企業(yè)本身經(jīng)濟(jì)利益實(shí)現(xiàn)最大化。

4 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

PLC控制系統(tǒng)是一種新型的電子技術(shù)，主要利用微電腦控制來實(shí)現(xiàn)操作。在實(shí)際生活中，PLC控制系統(tǒng)可以從根本上自動(dòng)化控制設(shè)備，通過使用微電腦控制，可以促使設(shè)備第一時(shí)間接收并且執(zhí)行輸入的指令，這樣一來，就可以從根本上防止人為因素方面的影響因素，還可以實(shí)現(xiàn)工作危險(xiǎn)性的有效降低，這樣一來，相比較人為控制，自動(dòng)化控制得到的結(jié)果將會(huì)更加的精準(zhǔn)。在生產(chǎn)中，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以促使整體工業(yè)的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量得到最大程度的提升，進(jìn)而促使我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化得到有效的發(fā)展。在實(shí)際工作中，想要從根本上改善礦山提升機(jī)的自動(dòng)化發(fā)展，就需要重視PLC控制系統(tǒng)的引入使用，礦山提升機(jī)的實(shí)際工作中，PLC控制系統(tǒng)發(fā)揮著顯著的作用，對(duì)于礦山提升機(jī)的整體發(fā)展來說，其價(jià)值也是非常巨大的。現(xiàn)階段，大部分礦山提升機(jī)都開始重視使用先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)，相比較以前的繼電器控制系統(tǒng)使用PLC控制系統(tǒng)可以取得更為顯著的效果，在礦山提升機(jī)中的應(yīng)用中，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)離不開PLC控制系統(tǒng)。所以，我們需要結(jié)合實(shí)際情況的需求，更為深入的開展PLC控制系統(tǒng)的研究，爭(zhēng)取促使礦山提升機(jī)自動(dòng)化程度得到顯著的提升。

5 結(jié)語

對(duì)礦產(chǎn)資源采集來說，礦山提升機(jī)是最主要的一個(gè)設(shè)備，運(yùn)輸是礦山提升機(jī)最主要的作用。然而，企業(yè)的生產(chǎn)效率會(huì)受到，礦山提升機(jī)運(yùn)輸效率的直接影響，所以，礦山提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造具有非常顯著的必要性。

對(duì)于改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)，其提升機(jī)控制系統(tǒng)效率較低，也無法從根本上保證安全、穩(wěn)定。甚至，改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)在環(huán)保等方面也無法滿足標(biāo)準(zhǔn)，上述存在的這部分缺點(diǎn)都促使著改造之前的礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)被棄用并且要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的改造。因?yàn)?，?shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的改造就可以實(shí)現(xiàn)礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)的性能最大程度的提升，并且促使企業(yè)生產(chǎn)效率得到最大程度的改善，最后為企業(yè)的發(fā)展帶來非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。