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矿井提升绞车提升机智能化控制升级改造技术方案

时间:2024-6-23 13:24:33 点击:86

  核心提示:矿井提升绞车提升机智能化控制升级改造技术方案...

优质的产品,满意的服务,持续提升质量水准,满足顾客的要求是我们永恒的追求


一、矿井提升机电控系统改造说明

1、总体改造内容

1) 增加网络化智能型无人值守操作台;

2) 增加新型数字式闸瓦间隙在线检测系统;

3) 增加四象限变频柜。

4) 增加台湾研华工控机,24寸液晶显示器

3、 简要技术说明

全自动网络化智能型无人值守变频电控技术方案性能

1、提升机技术参数:

提升机型号:

钢丝绳****静张力:

钢丝绳直径:

提升速度:

提升水平:

配套交流电机:

 2、使用环境条件:

 1)、环境温度不高于40℃,不低于-10℃。

2)、相对湿度不超过85%(+25℃)。

3)、没有导电尘埃及对金属和绝缘有破坏作用的气体。

4)、没有剧烈的振动和颠簸。

5)、不必防爆的地方。

6)、供电电压等级:380V

3、电控系统技术说明:

3.1  总体技术说明

整个电控系统分为三个部分:全数字变频调速系统、网络化操作系统、闸间隙实时监控系统。

3.2 系统说明

1)根据提升要求,选用全数字变频调速系统,采用回馈制动方式。

2)采用全数字速度、电流、位置闭环控制使提升机在任意速度下运行稳定可靠并保持爬行距离恒定,使提升机具有较高的运行效率。

3)操作和安全保护系统选用两套可编程控制器PLC)。主辅PLC之间相互通讯及监视,操作过程实现双线控制方式,对提升机运行关键的信号(如速度、容器位置、安全、减速、过卷等等)均采用多重保护,互为冗余。

4PLC操作控制系统能完成提升机全自动、半自动、手动、检修、紧急、人为过卷等各种运行方式的控制要求等。控制系统根据提升容器的位置与去向及提升种类,自动选取****的运行速度,提高系统的运行效率。

全自动操作:即无人值守模式。在自动运行逻辑正常时,接收到信号系统发出的信号后,系统开始自动完成一个提升循环;具有自动选择去向,确定运行速度,自动减速,自动停车等功能。

半自动操作:在半自动运行逻辑正常时,接收到信号系统发出的信号后,司机按动开车按钮一次,系统开始自动完成一个提升循环;具有自动选择去向,确定运行速度,自动减速,自动停车等功能。

手动操作:司机根据信号系统情况,通过速度给定器件控制提升机在额定速度以下任意速度运行,自动加速、自动减速、自动准确停车,同时要受到行程控制器的限制。

检修操作:检修速度:0.3~0.5m/s,用于检查井筒及验绳等。检修时手动开车。

人为过卷操作:在检修时,能用转换开关实现人为过卷、运行速度限定在0.3m/s以下。正常提升时,人为过卷开关不复位不能开车。

紧急操作:在任何运行方式下,司机通过急停按钮或脚踏开关可实施急停操作。

故障操作:在两套PLC均出现故障情况下,提升机能通过继电器系统实现低速故障运行,速度<2米/秒,系统仍能满足操作、运行的要求;并且具有《煤矿安全规程》规定的各项保护。

5)具有三条安全保护回路,软件安全回路两条、硬件安全回路一条,关键环节采用三重或多重保护,如过卷、超速、2米定点超速等。多条安全保护回路之间互相冗余,保证矿山设备的高效、安全运转。硬件安全回路包括超速、限速、过卷等保护。

6)轻重故障具有声、光报警或预报警。

7)各子系统通过网络进行数据和信号交换实现网络化集散控制,使整个系统的外接线大量减少。

8)采取必要的硬件、软件的抗干扰措施(隔离、滤波、合理的结构及布线),确保整个系统不受电磁干扰、供电电源的干扰,并对其他设备不产生危害性的干扰;

9)经过优化设计,使设备的性能更加强大,硬件包括接线更加整洁。

 

4、 网络化主控台

 

     网络化PLC控制系统

◆选用双套西门子系列的可编程控制器。双PLC之间既有软件上的联锁,还有硬件上的联锁,对PLC的运行进行监视,防止因为PLC死机或其他意外原因造成PLC故障时能及时监测并参与安全保护。

◆可编程控制器之间采用网络通讯方式,主控PLC带有光纤工业以太网接口,与信号系统之间采用光纤通讯

◆主控PLC由主机架、电源板、CPU板、通讯板、高速计数板、模拟量I/O板、数字量I/O 板、调制解调器等硬件组成,输入输出口留有总数10%的余量。

◆主控PLC应用软件能完成提升机自动、半自动、手动、检修、换层、慢动、减速停车、紧急控制开车等运行方式的控制要求。控制与监视提升系统各路电源。并且对强迫通风风机实现顺序联锁控制;

◆实现对调速系统行程速度给定的控制,三道以上自动减速保护,停车时自动抱闸停车。

◆与信号系统之间的提升信号闭锁,没有信号不能开车,设有闭锁解除功能。

◆实现完善的保护功能,对于全程包络线超速、过卷、减速等安全保护具有多重独立保护。同时,还能完成定点速度监视、过负荷、欠电压、减速过速、等速过速、电机温度检测、闸瓦磨损、弹簧疲劳、信号系统联锁、液压站油压及温度等监控与保护功能,并与安全回路或一次开车回路联锁,报警和自动保护。

◆实现数字行程给定功能,定位精度≤|1|cm,并实现数字行程罐位位置显示,在井筒内设置同步开关对光电编码器进行同步校正。

◆实现PLC故障状态下的低速故障开车功能。

◆保护功能按下列三类设置:

立即施闸的故障:高、低压电源断电故障、变频系统故障、提升容器过卷、调节及控制回路故障、制动系统油压故障、提升系统超过****速度15%及减速段过速10%、2m/s定点过速、错向操作、按下安全制动钮、电源断电、主回路过压、过流、主回路失压等。

先按设定减速度减速,然后紧急停车的故障:主机轴瓦过热、变压器温度偏高、运行过程中通风机故障、信号电源欠压、液压制动系统油温偏高、液压制动系统油位偏低、闸瓦磨损、闸盘偏摆、弹簧疲劳、安全门闭锁信号丢失、摇台闭锁信号丢失、阻车器闭锁信号丢失等。

完成本次提升后,不允许再次开车的故障:主电机超温、信号电源接地及其它接地故障、室温过高、控制柜温度过高等。

◆实现对提升机滚筒卷径的自动计算,自动校正系统的位置,完成提升机位置闭环控制,实现位置的多重同步监测、校验等功能。

◆主控PLC的故障自诊断功能。

◆实现PLC程序、安全故障及事件的实时监控和记录。

◆软件和硬件冗余的安全回路。

◆现场安全事故信号经隔离后进PLC,利用PLC内部安全回路和外部硬件安全回路共同构成两重安全保护。在PLC内部也可设置多重保护回路,以实现对各种故障的综合判断。具有所要求的各种保护。

◆闸控系统:工作闸采用PLC计算控制,可自动和手动调节。手动时由闸控手柄调节制动油压;自动时配合传动力矩,由指令给出松闸、预贴闸皮、施闸控制信号。并且在闸控回路中含有与安全回路的硬件和软件的联锁。

◆柜内装有硬接线的安全保护继电器,实现与PLC软件安全回路的冗余功能,以及PLC控制输入/输出的接口电路和液压站控制的接口电路。

◆网络化控制、模块化组件、组合柜结构,简化设备设备之间的连线,安装工期缩短。

◆副PLC除了具备电子数字监控器的功能外,操纵台上需要从PLC输入、输出口进行接线的,均从副PLC就近接线,副PLC安装在操作台台体内,并与主PLC进行网络通讯,各种信号线通过通讯电缆完成,实现网络化控制。 操作台上装有指示灯、仪表、选择开关、按钮、音响设备、数字深度指示器等,能实现提升机运行的各种控制工艺的要求。

辅控PLC由主机架、电源、CPU、通讯、高速计数、模拟量I/O、数字量I/O板等模板组成。有独立的安全保护环节,与主控PLC互相监视,协同工作。

仪表主要显示的内容:罐位数字深度指示器、提升速度、电机电流、制动油压、可调闸电流、高压电源电压等。

组合指示灯的内容包括:提升机运行状态指示、信号指示和安全状态指示两大类。

操纵台进行人性化设计,结构紧凑大方,便于操作、观察,司机工作时比较舒适。


设置一个集检测、运算、控制、监视为一体的独立的闸检测系统。系统主控制器采用西门子PLC产品,通过PLC模块完成对外部变量的采集和处理,通过逻辑运算完成参数修正和零位校准、保护及报警功能输出。可以实现提升机闸盘间隙、闸盘温度、闸盘偏摆、制动油压值动态的检测。同时,通过人机界面将系统检测到的过程变量直观的显示出来,便于观测和操作。

智能闸检测系统传感器是系统前端测量元件,主要包括:位移传感器、非接触式温度传感器。

A、位移传感器;通过探杆的压缩和伸展来产生位移,内部电子电路将产生的位移信号转换成线性变化的4-20mA的电流信号,完成开闸与合闸时闸瓦与闸盘之间的间隙值的检测。每个制动器头配置一路位移传感器。传感器的主要技术参数如下:

①.量程范围:0-10mm

②.输出信号:0-10V

③.工作段精度:±2%,(4-20 mA/0-10mm 线性变化)

④.使用环境温度范围:-20~60℃

⑤.供电电源:15~24V DC  

⑥.  寿命⑦:>5×106  

 

B、红外温度传感器:通过支架安装在闸座特定的位置上,采用无接触式的温度传感器,通过调整探头与闸盘合适的间距,对闸盘温度进行动态持续监测,完成闸盘温度的检测。一面闸盘配置一路温度传感器。温度传感器主要技术参数如下:

①.电源:DC 24V

②.  输出信号:电压DC 0-5V

③.检测量程:0-150°C

④.检测精度:1°C

⑤.自身耐温范围:-15℃ ~ +55℃

⑥.检测形式:红外式



作者:不详 来源:网络
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