煤矿提升机电气控制系统技术改造

发布时间：2017-05-13

　　这篇煤矿机械论文主要对新形势下煤矿提升机电气控制系统技术改造进行了详细分析论述。目前中国大多数煤矿企业的电气控制水平还较低，还不能完全实现自动化生产。国家发展的新形势下，中国的煤矿企业要以提升煤矿生产的安全性及生产效率为主要目的进行改革，所以对于提升机设备电气控制技术的改造就显得尤为重要。详细分析目前中国在该系统运行时主要存在的问题及相应的技术改造措施，希望可对同行业工作者起到一定的借鉴意义，正确认识对电气控制系统的技术改造工作。《煤矿机电》杂志是中国期刊网、中国学术期刊(光盘版)收录期刊，万方数据资源系统收录期刊，中国学术期刊综合评价数据库来源期刊，曾多次荣获煤炭行业优秀期刊奖。杂志面向生产实际，全面报道煤矿机械和电气方面的新成果、新技术、新经验和新动向，是煤炭及相关行业的专业技术人员、技术管理干部、大专院校师生和设备使用维护人员的首选读物。获奖情况：煤炭行业优秀期刊奖。

　　摘要：主要对煤矿提升机设备电气控制系统的技术改造进行详细分析论述，其目的在于通过对电气控制系统技术的有效改造，来提升煤矿生产效率及生产质量，以推动中国煤矿企业的长远发展。

　　关键词：煤矿提升机;电气控制系统;技术改造

　　引言

　　提升机设备是煤矿生产中的重要组成部分，其主要是对矿物、相关设备及工作人员等进行运输。目前，中国所使用的大多数提升机设备其自身生产过程中安全性及生产效率都比较高，但对该设备进行控制的电气控制系统却比较落后，甚至一些小型矿场因多方面因素的制约，其所使用的电气控制系统还是20世纪由国外引进而来的。电气控制系统的落后必将会对整个煤矿生产工作带来安全隐患，从而间接影响煤矿企业的利益，阻碍煤矿企业长远发展。在加上新形势下，工业生产也逐渐向着自动化、一体化方向发展，所以要想有效促使煤矿企业智能一体化的生产水平的实现，就要从电气控制系统的改造工作入手，只有切实提升了电气控制系统的技术水平，才能填补煤矿企业发展短板，从而促进企业长远稳定发展。

　　1提升机电气控制系统发展现状分析

　　煤矿提升机电气控制系统其核心就是就模拟电子技术。该项技术起初源于国外，并依靠大量的测量原件来运行。后来随着计算机技术的发展成熟，国外一些公司将计算机技术融合到了电气控制系统中来。目前一些比较先进的电气控制技术都是通过微处理器进行多数字化的调节，从而实现对提升电机的自动化控制。目前中国大多数煤矿企业中还是使用数字化的电气控制系统，其主要包括两种系统运行模式。这种控制系统虽然在使用过程中安全性较好，但其自身价格比较贵，对于一些规模较小的煤矿企业来说，没有经济条件购买这种提升机控制系统。目前这类规模较小的企业通常采用TKD(硬接线式电气控制系统)电控系统，虽然其价格便宜，但自身可实现的功能较少，在实际生产中所受局限性较大，另外这个系统在对提升机的速度进行控制时，可靠性较差，其出现事故的风险较大。

　　2电气控制系统组成分析

　　整套电气系统是由多个分系统组成，其包括主要控制系统、速度控制系统及监控系统等。对该系统进行改造，就要对每个分系统有透彻的了解。主要控制系统是整个电气控制体统的核心组成，主要负责对设备的启停、加减速等执行动作的控制，在对设备进行控制时，主控系统会自动与其它分系统进行交互，从而对设备的运行电流、实施速度有一个有效控制。调速系统主要是实现工作人员对设备进行速度调控作用，其通过接受主系统上的调控指令来对设备运行速度进行相应调整。监控系统是对设备的整个运行状态进行监控，通过将设备各项运行参数进行分析，来判断提升机设备是否属于正常工作状态，一旦发现有设备工作异常会立刻做出警报提示，来提示工作人员进行相应检修工作。在本文的系统改造分析中并没有对监控系统技术进行改造，其主要作为显示功能[1]。

　　3电气控制系统运行中存在问题分析

　　中国目前大多数煤矿企业中的提升机设备同时采用容量较小的异步电机来实现拖动操作。该拖动系统自身对速度的调控能力较差，且速度的调控精度也早已经无法满足现代煤矿生产的需求。虽然在20世纪80年代后，逐渐增加了一些额外设备来辅助拖动系统的运行，但其实际运行过程中还存在诸多问题，整体电气控制水平较差。a)电气设备故障是整个控制系统中比较容易出现的问题，其故障的严重程度也是不相同的，程度较轻的故障，电气控制系统会参与到制动操作中来，通常包括断轴、钢丝过卷等故障。还有一类故障就是报警故障，报警故障通常都为非运行类故障，例如油压设备故障、制动油温故障等;b)中国目前大多数煤矿的电气控制系统自动化程度还处于一个较低的水平，该系统在运行时主要存在以下几种问题：(a)设备运行电机对速度调整故障。因目前大多数电机中都采用交流回路的形式，所以电机在运行过程中需频繁使用接触器来完成方向的变换，这就导致了接触器设备容易出现烧毁现象，另外频繁的触碰动作还会导致弹簧弹性变差，从而增加运行过程中的噪音，加大设备损耗，减少设备的使用寿命;(b)该系统中的主控制屏设备布线形式比较复杂，且采用的是背后布线形式，如果该设备出现故障，维修人员查找故障的难度非常大，且由于布线排布比较复杂，维修人员维修所消耗的工时较长，从而降低煤矿生产的生产效率;(c)提升机设备上的开关容易变形。在运行过程中由于提升机需不断移动，使得设备上外置开关很容易受到外力作用而产生变形，从而为日后的设备运行带来风险;(d)电气系统中的制动保护由多个电气元件组成，由于元件较多，且复杂程度较高，这就为日后的维修增加了难度;(e)由于目前中国大多数电气控制系统自动化水平较低，其在工作过程中还要人工进行控制，所以如果工作人员在工作中稍微出现一点疏忽，就可能导致运行事故发生[2-4]。

　　4电气控制系统技术改造措施分析

　　4.1贮备技术改造

　　对于一些技术较为落后的老式设备，可以增加该系统的贮备单元来实现改造。由于老式的电气设备中自身保护性能有限，可能在设备出现故障时没有足够的保护机制使设备不受到损坏，所以针对于这种情况可增加该系统中的储备单元，当系统中某一单元出现故障时，可切换到相应的备用单元来达到继续维护设备运行的目的，从而有效避免因故障发生而使得设备无法继续工作的现象出现，提升煤矿生产的生产效率，降低生产风险。

　　4.2PLC技术改造分析

　　PLC(可编程逻辑控制器)技术是电气控制系统中的核心技术，可编程控制器是该技术实现的核心元件，其主要是由电源模块、中央处理器、贮存设备及外部拓展设备组成。PLC根据其内部结构的不同又分为固定式与组合式两种。固定式可编程控制器顾名思义其是一个不可进行拆卸的整体，这种控制器的灵活性较低，且一旦机器出现故障维修难度系数较大。组合式的可编程控制器灵活程度相比较前者来说较高，可按照一定的规则进行组合，另外还具有更高的外部拓展性，其应用的范围也比较广泛。对PLC技术的改造要首先要以提升对电气系统保护为主，只有增强了对电气控制系统保护，才能有效提升设备运行的安全性。例如，在设备正常运行的过程中，利用该项技术可对设备中的运载电流进行检测，从而有效避免电流过大、设备运行速度过快及线路断开等故障的发生。PLC技术中还具有语言报警功能，从而有效降低了设备的人工操作量。此外改造后的PLC技术还具有远程诊断功能，一旦设备在运行过程中出现异常，其工作人员可通过相关线路与PLC控制器进行连接，从而实现远程诊断的功能，增加了对设备故障诊断的灵活性。

　　4.3指示技术改造

　　对于电气系统指示技术的改造，主要是对深度指示器进行改造，指示器可以向工作人员提升相关量度的数据。对于该设备的改造，主要进行更换新型的指示器设备。老式指示器通常为机械式的，其自身重量较大，且指示精度不高，再者工作人员需对指示器数值进行估读，从而降低了指示数值的精确性。所以针对与这种情况可更换新型电子指示器设备，其电子数值的形式显示，并增加了触摸功能，简化了繁琐的操作步骤，另外其设备的智能化程度也较高，可通过自身的分析功能，将采集到的数据进行内部分析，并以图表方式显示出来，为工作人员提供更加全面的指示数据[5]。