关键词：关于；矿用提升；机电控系统；优化改进研究
引言
矿井提升机在长时间的工作过程中由于内部机械的零部件会产生严重的磨损问题，会造成矿井提升机产生各种不同的故障问题，直接影响到整个矿产开发工作的质量和效率。因此，做好维护工作对保证整个井下产业的发展至关重要。
1矿井提升机简介
矿井提升机是井下开采工作当中的大型固定设备类型，是井下开采工作和地面工作环节的衔接要点。在井下提升机的构成结构上，主要是通过钢丝绳在卷筒上的有效衔接，将其划分成缠绕式提升机和摩擦式提升机两种类型；其中缠绕式提升机又分为单层缠绕和多层缠绕式提升机，而摩擦式提升机主要分为落地式和塔式提升机；通过对提升机的卷筒数量进行划分，可以将其分为单卷筒提升机和双卷筒提升机。当前在我国井下开采工作当中，经常运用的提升机类型包含了单绳缠绕式提升机和双卷筒提升机，还有一些井下开采单位对落地式摩擦提升机运用也比较常见。缠绕式提升机在整体的构成结构上相对比较简单，同时工作比较稳定，但是因为提升的钢丝绳完全缠绕在卷筒上，在对一些深井条件下的井下开采工作当中，如果提高钢丝绳卷筒的直径大小，会造成了钢丝绳在提升机的制造和使用过程当中出现诸多不便。因此，这种方式对一些中等深度的矿井使用比较常见，而对于一些深井开采并不完全适用。摩擦式提升机在提升的高度方面，不会受到提升机卷筒大小的影响，适用于一些深井井下的提升。因为通过多根钢丝绳共同承担提升机终端，其中复合钢丝绳的直径较小，因此在磨擦轮的直径上也明显降低，可以有效为后续的井下运输和设备安装提供保障。随着我国科技技术的发展速度不断加快，提升机制造单位正在不断开发新型的制造技术，同时还推出了更多新型的产品，使得井下提升机的技术水平明显上涨了一个新的阶层，充分满足各种类型井下开采工作的需要。
2井下提升机电控系统的主要构成
双套西门子S7-300系统与高压变频调速系统是目前较为主流的电控系统主要构成，这样的构成能够使得各个电路系统变得更加清楚，尤其是简化了多余模块使操作变得更加简单，同时实现了各模块之间的互相独立，对子产生的故障可以隔离处理。1）低压配电柜。主要构件有继电器、变压器、各类电表开关以及交流接触器等，其作用是为所有的控制回路、设备供电。2）可编程控制箱。以两套西门子S7-300系列PLC系统为主要构成，一套是能够进行手动和自动控制的主控系统，主要作用是实现速度、提升控制、工作安全闸等的控制以及接收数控信号。另一套PLC系统则侧重监控功能，实现对速度、位置、提升控制等的控制保护。双PLC系统对于矿井提升机的安全运行是极为关键的，可以实现对提升机的运行监控与故障保护，两套PLC系统间的数据交换、监督功能大大提升了井下提升机的运行安全性。3）变频调速系统。变频器是主控部件，关键技术是DSP技术，利用程序逻辑科学通过操作平台实现对提升机速度等参数的控制。4）操作台。是提升机操作的主要装置，主要由主令手柄与制动手柄构成，前者控制升降，后者主要是以交位移变化向PLC系统传递信号。5）制动电阻柜。主要由制动单元与制动电阻构成，其关键作用在通过内部制动电阻于处理电动机负力提升时拖动系统产生的过量电能，同时为了避免电压过高损害设备或造成安全隐患等，而外接了制动电阻系统。6）触摸屏。包括画面显示、仪表、指示灯以及通讯功能，通过这些功能能够对提升机的作业数据进行实时掌控与监控，及时发展比你避免安全事故。
3变频调速装置的选型分析
作为提升机控制系统的关键组件，传动调速装 置直接影响提升机控制系统的可靠性。该矿原采用 的是直流调速方案，直流调速具有调速连续、机械冲 击小和低速转矩大的优点。然而直流电机对结构和 制造工艺有较高的要求，导致直流电机配套的外围 设备多、控制困难和维修频繁等缺点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现在最先进的 提升机调速方案是采用同步电动机交 - 直 - 交变频 调速，该方案具有调速精度高、调速迅速的优点，可 通过二极管嵌位三电平交 - 直 - 交变频调速的方式 实现交 - 直 - 交变频调速。市场上能实现该种调速 方式的产品有德国西门子公司生产的 SM150、瑞士 ABB 公司生产的 ASC 6000 和我国生产的 ASCS 系 列产品。其中 SM150 与 ACS 6000 均采用的是 IGCT 功率器件，其散热方式为水冷。我国生产的 ASCS 系 列产品使用的是风冷散热的高压 IGBT 功率器件， SM150 和 ASCS 系列产品采用的是矢量控制策略， ASC6000 使用的是 DTC 直接转矩控制技术，各产品 在技术上有独特的优点。由于我国生产 ASCS 系列 在价格上具有优势，并且是针对中国人的使用习惯设计的，因此该矿的同步电动 机变频调速控制系统选用中国矿业大学生产的 ASCS 高压电压源型交-直-交变频器。
4井下提升机电控系统中PLC的运用效果
主要表现为：第一，在井下企业的生产中，PLC技术发挥着重要作用，能有效控制电控系统的占用空间，缩小到一个合理的体积，电控系统相对比较简单，故障的出现概率有效降低。第二，PLC技术的应用，使得井下生产过程中具有更加严密的指令，在确保不同程序协调运行的基础上，保证能缩短检修的时间。第三，PLC技术在电控系统中的应用，能确保信号的专用性，这样就能减少由于人工操作而带来的问题，提高提升机的自动化水平。PLC控制系统在井下提升机电控系统中的运用，能代替原来的继电器逻辑控制与磁放大器闸控系统，只有小部分的继电器元件被保存下来，这样就能对机电元件在控制过程中的能量消耗进行有效减少，减少发生故障的概率，确保了系统在运行过程中的安全性。PLC技术的应用，由于智能化水平更高，在人机界面中具有更好的运用效果，在实际运行过程中能对系统的运行状态进行实时的监控，并且对相关的参数进行全面的监控，及时发现故障发生的位置，将故障问题在人机界面上进行显示，工作人员能针对问题对故障快速进行处理。错容能力较强。在该系统中软件与硬件系统在运行过程中，如果数据采集或者通讯系统出现差错，不会对该系统的正常运行造成影响，这些一般性错误或者意外错误的发生，系统能进行及时的恢复，确保系统的正常运行。同时设备在维护过程中较为简单与方便，并且能够对一些故障进行自动化或者半自动化的检测与修复，确保系统运行的可靠性，减少对设备维护的成本支出。
5井下机电自动化前景
井下机电设备自动化覆盖范围狭窄，井下开采流程较为复杂，不同生产阶段需要借助不同的机电设备联合运作。但是，我国井下机电设备自动化研发力度不足，缺乏配套的机电设备应用，迫切地需要进一步加强井下机电设备研发，促使机电设备类型多样化发展。井下机电设备的整体性较差，在机电设备制造生产中，不同机电设备是不同厂家生产制造的，有着不同的生产体系，不同井下机电设备使用中需要遵循不同参数和设备框架。而机电自动化集控技术的应用，可以实现多种类型井下机电设备有机整合，以便于营造良好的技术环境，统一机电设备生产标准，确保井下机电设备安全稳定运行，带来更大的效益。
结束语
在井下生产中，为了提升生产效率，机电设备以其独特的优势广泛应用其中，减低人力成本和工作强度同时，大大提升采矿效率和质量，最大程度上降低井下事故几率。尤其是在当前激烈的市场竞争背景下，推行井下机电自动化集控技术应用，实现机电设备的有效监管和控制。相较于传统技术而言，可以有效提升机电设备运行性能，满足井下生产需要的同时，最大程度上降低井下机电设备故障几率。通过井下机电自动化集控技术应用研究，可以有效提升井下生产效率和效益，推动井下开采朝着更高层次发展。
参考文献
[1]栗中华.关于矿用提升机电控系统的优化改进研究[J].机械管理开发,2019,34(07):223-224+227.
[2]马腾蛟.矿井提升机电气自动化控制系统优化改造与应用[J].机械管理开发,2019,34(05):233-235.
[3]张智永.矿井提升机电控系统的研究与设计[D].安徽理工大学,2015.
[4]聂砚玉,赵盼,赵汗青.矿用提升机电控系统的控制措施优化[J].河南科技,2014(13):92.
[5]苗强.基于PLC的矿井提升机电控系统检验装置[J].可编程控制器与工厂自动化,2013(09):68-69+71.
作者简介：刘 伟（1978.12）男，山东省莱州市，本科，助理工程师，电气自动化专业。
论文作者:刘伟
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/14
标签：井下论文; 提升机论文; 系统论文; 机电设备论文; 电控论文; 矿井论文; 卷筒论文; 《科学与技术》2019年第12期论文;