提升机全自动电气控制系统

 凡口铅锌矿易建湘制系统方式及各个环节的先进技术和基本原理。 凡口铅锌矿主井双箕斗塔式多绳摩擦轮提升机，主要的机械部分主导轮、减速箱、液压站（这部分包括电气）、释油站等设备由西德格哈哈（GHH）公司引进。主要的电气部分主变压器、主电机、控制设备、可编程控制器、控制软件、操作台和大部分控制电缆由西德西门子公司引进。部分外围设备如高压柜、低压柜和电力电缆等国内配套。 西门子公司这套可控硅直流传动系统采用了S形加速曲线、力矩予给定及单值调节、加速度闭环调节、提升行程数字化显示、减速段位置控制以及S5―150U可编程控制器参与系统控制与监视、管理等先进技术使之具有同类系统国外先进水平。 就电气而言，这套系统主要由主回路、闭环控制、可编程控制器、监视回路、液压制动、数字化回路等部分组成。主要的电气控制柜共15面和主操作台一起安装在电控楼5楼。为了便于检修主电机加装了一面辅助操作台。井下装矿站的控制则由可编程控制器S5150U的远程控制站ET100U来完成。 1主回路如所示，它是采用西勤马的克接法为/AiY型，可控硅变流器采用同方向串联连接的顺序控制，并采用两套这种形式进行反向并联实现对电动机电枢电流正反方向控制从而达到正反转控制，励磁则采用恒定的它励励磁方式，这种形式的主回路特点：可实现12脉动整流两组可控硅整流桥串联顺序控制来实现限制无功功率的峰值，改善功率因素。 减少高次谐波对供电电网的影响。 这种接线方式在一定条件下可获得12脉动的整流效果，脉动数越多，谐波次数越高，但幅值却越小，因而对电网的影响也就越小。 改善拖动系统的特性。这是由于直流中所含有*低高次谐波幅值减少，使得整流装置的外特性更接近于连续的、平滑的直流，从而改善了系统的静特性和直流电动机的换向条件。 2可编程序控制器它是整个电气系统的中心，在本系统中是选用西门子公司的S5―150U型可编程序控制器，属高档机型，安装在+GG11柜内。其主要作用是负责整个系统的控制、监1易建湘工程师ne广东仁化mic232uma1Electronic视、管理以及数据处理等。在硬件配置上由输入模块接口、输出模块、主机、编程器、ET100模块、1块CP2000处理器模块、1块编程接口模块、2块接口模块和1块跳线模块组成。 主回路图输入模块由18块数字量输入模块和2块模拟量输入模块组成。每个模块24个输入点，直流24V工作电源，共有48个模拟量输入口、432个数字量输入点，还可进行扩展。 输出模块则由15块数字量输出模块组成，每块模块24个输出点，直流24V工作电源，共有360个数字量输出点，还可进行扩展。 ET100U它是可编程序控制器的一个远距离控制的工作站，安装在井下装矿站的+W11柜中，负责装矿站的皮带、电振、模块，6块数字量输入模块、10块数字量输出模块、1块模拟量输入模块等组成。每块模块8个输入（出）点，则有48个数字量输入口、8个模拟量输入口、80个数字量输出口。 要作用是显示、打印故障信息、数据管理、整个提升系统主要部分的静动态模型显示等。软件是采用界面设计，并与CP2000作为接口与可编程序控制器进行数据交换，这部分安装在主操作台上。 编程器它是与可编程序控制器配套使用，但不参与控制运行，其主要作用是编制程序，把程序输入到可编程序控制器中，并可诊断可编程序控制器的故障，观察各输入、输出的运行状态，且可实行强制状态。 编程器的操作系统为PCP/M―86支持下的S5DOS，使用STEP5编程语言，这种语言有三种形式：控制流程图（CSL）、语句表（STL）、梯形图（LAD）。编程器可把一种形式编译成另一种表达方式。 可编程序控制器从软件配置上有系统程序和用户程序。系统程序装配在4块CPU模块上随硬件的产品而来。用户程序是编程器编好程序后输入到可编程序控制器的存储模块（340k），程序是采用块式结构形式，共有5种形式：组织块（OB）、程序块（PB）、功能块（FB）、数据块（DB）、顺序块（SB）（本系统没有使用顺序块）。 组织块（OB）是系统程序和用户程序的接口，是用户程序的一部分，但只能由系统程序调用，使用者不能调用，可以编程序。 本系统使用了17个OB块。 程序块（PB）是写入工艺过程的程序部分，用于用户程序的结构化。本系统使用了53个程序块。 功能块（FB）是用于反复经常的复杂功分配车计计量斗等的控制运行遗由1块接口能的编程（如专用控制器、报警器、计算功能://胃和调整功能）本系统中使用了34个功能块。 数据块（DB）用于存储数据和文本。本系统使用了66个数据块。 3闭环系统闭环系统是整个系统*主要的部分，对提升机的运行过程起着调节电流和速度、对可控硅变流器的触发脉冲的移相控制，顺序控制和正反向控制等作用。它由电流环、加速度环、速度环和减速段的位置控制所组成，安装在+GH51柜上。模拟量的调节、斜坡函数发生器、积分器等均由西门子公司的西马定C系列模块组成，具有大规模的集成电路，使之具有较高的调节精度、性能和稳定特性。提升机的运行曲线如所示，加整段12s、均速段44s、爬行段8s全程运行76s左右。对提升机来说减速尤为重要，这里的减速段位置控制具有其特点，减速段的限制性减速控制特性如，共分三段：第二段是在62m开始至6m速度控制在抛物线切线以内；第三段是爬行段是6m至lm限速在0.5m/s以内运行；第四段为停机段为lm以内按线2运行。 4液压制动液压制动其作用是提升机停止时能强制箕斗不动，在运行时则释放制动闸，在紧急情况时能确保箕斗平稳停止。电气部分主要安装在+GH71柜内。制动系统包括一个压力比例控制阀，一个比例定向控制阀1994-2015ChinaAcademicournalElect和一个定向滑阀，该滑阀是在需要紧急制动时用来迅速进行预制动的。制动共分两个通道，任一通道均能单独工作并能达到制动的目的。制动的形式分为两种：工作制动和紧急制动。其中，工作制动是在提升机正常工作时的正常停机的制动，是通过适当的控制量来释放的。 紧急制动是在提升机负载条件下不好和紧急情况下的制动。由于紧急制动会产生提升机的打滑现象，因此，紧急制动是采用闭环（速度环）控制，实现衡减速制动，使提升机在高速运行中得到适当的减速率而平滑过渡停机。 5监视回路监视回路其主要作用是跟踪监视提升机在各种状态下的速度、电流等关键物理量是否在允许范围，可控硅变流器、井筒开关、测速发电机、电流传感器、数字化仪等关键设备是否正常。一旦被监视的某一物理量或设备出现异常现象，就立即作用于提升机的安全回路并发出声光报警信号，各种监视特征如下：连续速度监视。它是由数字化仪提供箕斗运行位置而产生一组速度/位置限制性运行曲线与测速发电机检测的实际速度比较，实际速度大于曲线速度则接通安全回路跳闸。 逐点速度监视。它是在提升机减速段由三个井筒开关（分别为15.2m、27m、43.5m）形成三个位置限速点与实际速度比较，实际速度大于监视点速度则安全回路接通跳闸。 连续速度的初始值监视。它是逐点监视的井筒开关位置产生的一组监视的运行极限特性曲线与数字化仪产生的运行曲线比较，后者大于前者则接通安全回路跳闸。 ：Pub（4测速发电机与闭环控制测速发电机://w互相监视。两者不等则接通安全回路跳闸。 测速发电机与数字化仪互相监视。 两者通过数/模转换比较，不等则接通安全回路跳闸。 则接通安全回路跳闸。 （12）紧急停车监视。紧急停车是按恒减速进行的，如实际速度超出恒减速运行曲线以外则接通安全回路跳闸。 反向闭锁，它是给定方向与实际方向比较，不等则接通安全回路。 （3）下放重负荷监视。重负荷下放限速2m以下，如实际速度大于2m则接通安钢绳打滑监视。测速发电机与防滑测速发电机（安装在主导轮上）的互相比较，差值为打滑量，打滑量大于4m则接通安全回路跳闸。 井筒开关监视。它是对井筒开关是否故障的监视。 井筒计数器脉冲监视。监视用的数字化仪与行程位置用的数字化仪（实际两者全回路跳闸。 提升机停止时零电流监视。测速发电机在停止时发出的0信号电流，如过大则接通安全回路跳闸。 闭环控制与监视系统的电流转换器互相监视。电枢回路电流转换器输出分两路，一路到闭环，一路到监视，两者的值不等则接通安全回路跳闸。 为一体）相互比较，不等则接通安全回路。 装载过量监视。实际电流值与整定的电流值的比较，前者大于后者则接通安全回路跳闸。 给定一实际值监视。它是由电枢电流和速度的给定值与实际值的比较，不等以上监视回路种类之多，涉及面之广足以确保提升机的安全运行。它的主要电控部分集中安装在+GH41柜内，比较和执行机构均使用西马定C（SIMADYNC）6DC30128CC差值信号监视器控制模块，使之具有运算速度快，精度高等特点。 限制性减速控制特性数字电路（安装在+GH61内的西马定C3模块）进行数据处理。 6数字化回路数字化回路其主要作用是提供提升机运行的具体位置的数值，供给闭环的控制和操作台显示行程等，实现远距离控制。主要构成是通过数字化仪（安装在主导轮上）对7励磁回路励磁回路是一个由电流环组成的可控桂变流装置，正常运行为26A，系统在一般提升机ftWdfiffia发出dk个脉冲，然后况下采用通断励磁电流来起停提升机8系统的运行方式系统运行的方式有提升机手动操作（包括检修、空斗运行和箕斗装矿提升）和自动运行状态以及装矿站的手动操作运行和自动运行状态。 主井提升机引进设备的技术改造是凡口矿15万t技改工程的重点项目之一，是为了提高我矿的生产力。它地处我矿的生产咽喉，它的引进、安装、运行、维护关系重大。从1990年4月21日投入运行以来己经十年多，就目前来看，整个系统除压磁元件缺一个以外（不影响运行）利用率达95%以上，并能够进行提升机自动运行和装矿站自动运行的全系统无人操作状态，提高了劳动生产率，为我矿的生产起到关键的作用。 （上接第25页）由于地形条件限制了条形药包长度，条形药包实际长度均小于其*小抵抗线，设计中采用了拟条形药包，即药量计算时采用药包*小抵抗线代替条形药包长度，实际装药量为计算药量均布于药室内。 3.4起爆网路起爆网路采用电雷管引爆复式非电起爆网路，每个起爆体内用10~15发非电毫秒差雷管，将其分为两组，分别联接在单独铺设的两套导爆索起爆网路上。为使同段药包能准确同时起爆并强网路的可靠性，各硐内同段之间用导爆索串联起来。相邻排间微差时间控制在200共分3段。 4结论根据爆破录像及爆后现场勘测分析，采用这种新型的围边条形药包布药方式爆破，爆破鼓包发展正常，爆破未产生飞石，爆区岩体完全按设计方向抛出，控制了侧向抛散，达到了设计预期的目的。爆后，爆区周围建筑物及设备完好无损。 通过采取分段堵塞技术同一条形药包*小抵抗线差值达到35%的围边条形药包布药方式爆破，在实际工程爆破设计中完全可以采用，采用这种新型布药方式爆破既可达到特定的定向抛掷目的，又能有效地控制其侧向抛掷。