摘要：文章介紹了兗州礦區(qū)在數(shù)控技術應用于礦井提升機電控系統(tǒng)改造方面進行的研究成果和實踐經(jīng)驗，具有相當?shù)膮⒖純r值。

關鍵詞：煤礦；提升機；數(shù)控技術

中圖分類號：TD679文獻標識碼：B

引言

煤礦的井口提升工序是生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)。立井提升機擔負著物料、人員等的提升任務，是煤礦的關鍵機電設備之一。它的安全、可靠運行對礦井的生產(chǎn)及安全起著非常重要的作用，不僅關系到礦井的生產(chǎn)能力，而且還與礦工的生命安全緊密系在一起。由于提升機的生產(chǎn)工藝要求比較高，所以它的電氣傳動及控制一直是各國電氣傳動界的重要研究領域。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術的進步，礦井提升系統(tǒng)的安全可靠性也越來越顯突出，人們對提升機電控系統(tǒng)的要求，包括人性化、智能化設計和結構形式等都提出更高的要求。兗州礦區(qū)對提升機電控設備的長期操作過程中積累了許多經(jīng)驗，同時也發(fā)現(xiàn)數(shù)控技術改造后的新設備仍然存在一些不完美的地方。近幾年來，兗州礦業(yè)（集團）有限責任公司下屬煤礦在數(shù)控技術應用于礦井提升機的傳動與控制改造方面進行大量的研究和實踐，并且取得良好的現(xiàn)場使用效果，今后有必要繼續(xù)進行深入研究和技術改造，使提升機數(shù)控系統(tǒng)更加完善。他們的經(jīng)驗對國內同行具有相當?shù)膮⒖純r值。

1、礦井提升機數(shù)控化改造的研究

山東科技大學和兗州礦業(yè)（集團）公司南屯煤礦對國內目前仍然大量使用的舊型礦井提升機數(shù)控化改造進行了研究。

礦井數(shù)控提升機系統(tǒng)主要由主控、驅控、制動、監(jiān)控和井筒信號系統(tǒng)等組成，其安全回路設計以硬件安全回路為主,驅動控制、制動、監(jiān)控、井筒信號系統(tǒng)及關鍵狀態(tài)信號與主控有聯(lián)系和通訊關系的系統(tǒng)對安全回路調閘有要求時,主控的安全回路（軟件安全回路）就會動作,并向繼電器安全回路發(fā)出調閘指令。提升機系統(tǒng)設計一般以硬件繼電器安全回路為最后、最基礎的保護環(huán)節(jié),安全回路遵循帶電閉合、失電分斷的設計原則，以確保在任何異常的情況下安全回路均能調閘，確保提升機的安全運行。

⑴行程校正

礦井數(shù)控提升機利用主控系統(tǒng)接收來自與滾筒軸相連的脈沖變換器脈沖信號，進行脈沖計數(shù)，然后計算出提升位置值和速度值。在提升過程中，由于鋼絲繩蠕動、伸長、滑繩和主滾筒襯墊變化等因素會對提升機運行產(chǎn)生影響，以致計數(shù)結果出現(xiàn)偏差。為了防止提升機在運行中的可變性因素導致行程計算與箕斗或罐籠實際位置不符，設置提升機行程校正功能。

①提升行程精確校正。提升箕斗在向上運行過程中遇到井筒位置磁開關時，將磁開關所在位置的提升高度寫入PLC的高速計數(shù)功能模塊，實現(xiàn)行程校正。為了彌補磁開關動作的不可靠性，系統(tǒng)在不同的位置高度設置多個行程位置校正開關。如果1個開關動作失常而其余位置開關動作仍能精確校正，在校正磁開關位置不變的情況下改變到位開關前的校正值實現(xiàn)到位位置小范圍調整，解決提升繩由于某種原因產(chǎn)生的長度變化對提升機狀態(tài)的影響。

②校正位置開關狀態(tài)檢查。這是提升機行程校正功能的預防性措施，主要實現(xiàn)箕斗或者罐籠向下運行過程中檢查井筒位置開關動作是否正常。如果連續(xù)2次檢測到同一個位置開關動作失常，則自動閉鎖自動和手動提升方式，警示提升機司機轉換到檢查工作方式進行檢修。

③計算系數(shù)自動校正。主要實現(xiàn)對主滾筒摩擦襯墊厚度變化的跟蹤檢測，完成單脈沖的行程計算。當提升機工作在自動方式并且穩(wěn)定運行10min以上時，檢測到某個固定位置的行程值超過或者低于這個位置實際行程值的一定誤差范圍，就自動啟動計算系數(shù)校正功能，減小由于計算系數(shù)不精確造成的行程計算誤差。

⑵零速度閉環(huán)控制

提升機最容易出現(xiàn)問題是運行階段敞閘、起速和停車。在提升機敞閘的同時，控制系統(tǒng)的速度環(huán)和電流環(huán)均已閉環(huán)，但是速度環(huán)和電流環(huán)的滯后性使提升機在敞閘的同時出現(xiàn)向反方向下墜的現(xiàn)象。如果敞閘開始前給電流環(huán)輸入端1個電流給定值，驅動裝置在提升機敞閘起始點輸出1個階躍的抑制重載箕斗或者罐籠下沉的電流，在整個敞閘過程中驅動裝置輸出電流跟隨作用于主滾筒的下沉重力達到力的平衡。一旦工作閘達到制動器開閘壓力就投入速度給定，實現(xiàn)敞閘自動控制。同樣，完成提升行程后運用零速度閉環(huán)控制功能，提升機在整個閉閘停車過程中均處于零速度閉環(huán)控制狀態(tài)，解決停車過程中停車不準確或者倒車問題。

⑶電流調節(jié)器

電流負反饋控制采用PI調節(jié)器，并帶有電壓適配器前饋控制及斷續(xù)電流前饋控制。電流PI調節(jié)器為比例積分調節(jié)器，設定2個積分系數(shù)分別用于電流連續(xù)和斷續(xù)時調節(jié)，免除電流斷續(xù)造成控制性能變軟的不良影響。通過程序計算實際反電勢，經(jīng)過濾波后得到反電勢濾波值并與變流器空載時的電壓濾波值相比，其結果加到電流調節(jié)器的輸出中，作為產(chǎn)生延遲角的條件，形成電壓適配前饋控制，使變流器的輸出電壓跟隨反電勢變化。如果反電勢增加，比值變大使延遲角變小，而提高輸出電壓數(shù)值；反之亦然。采用電壓適配前饋控制以后，增加對變流器輸出電壓的控制，電流連續(xù)時電流控制由PI調節(jié)器、電壓適配前饋、斷續(xù)電流前饋共同參與，斷續(xù)越嚴重斷續(xù)電流前饋控制越大，使提升機獲得較好的控制性能。

⑷超重控制

①裝載控制。如果定量倉滿倉裝載，則輸送機和給料機停運，并限制向箕斗裝載。由于給料機的給料量相對穩(wěn)定，可以通過控制給料機運行時間來控制裝載量。

②提升控制。在提升機初始加速前設計0.5～1m恒速段作為提升電流準確檢測區(qū)域。如果檢測電流大于正常提升電流某個范圍，則提升機禁止提升；如果檢測電流小于正常提升電流某個范圍，可以判斷向下運行的箕斗未卸空，此箕斗提升1個循環(huán)后才允許定量倉向其裝載；在提升機初始加速段檢測電流，無論哪種過流保護裝置動作，提升機都實施安全制動。

2、東灘煤礦主井提升機電控系統(tǒng)數(shù)控技術改造

兗州礦業(yè)（集團）公司東灘煤礦主井摩擦提升機由額定功率1700kW低速直流電動機驅動。提升機的電控和液壓制動系統(tǒng)是瑞典ASEA公司上世紀70年代中期的產(chǎn)品，井筒信號系統(tǒng)為繼電器控制的數(shù)碼顯示及語音系統(tǒng)。電控設備及制動系統(tǒng)已嚴重老化，故障率高、運行可靠性差，每年維修及購置配件的費用達40萬元。該礦采用數(shù)控技術對其進行改造，實際運行狀態(tài)良好。

(1)全數(shù)字傳動系統(tǒng)

①電樞部分。由4組西門子6脈沖四象限全數(shù)字SIMO-REG6RA70DCMASTER整流裝置通過2串聯(lián)、2并聯(lián)組成提升機電樞傳動系統(tǒng)。每組DCMASTER輸出額定電流1500A、額定整流電壓DC400V。此傳動系統(tǒng)具有電樞電流閉環(huán)控制、力矩控制、電樞換向等功能，并通過Profibus現(xiàn)場總線與提升機主控系統(tǒng)通訊，設有過壓保護、欠壓保護、過電流保護、電流設定值與反饋值誤差保護、直流回路絕緣保護、柜內冷卻風量檢測保護、熔斷器狀態(tài)監(jiān)視等完善的保護功能，確保提升機運行安全可靠。

②勵磁部分。由1組SIMOREG6RA70DCMASTER組成提升機恒定勵磁系統(tǒng)，提供127A、90V直流電產(chǎn)生恒定磁場；最大輸出電流280A，可以根據(jù)需要選定和電樞部分一樣的保護功能。

(2)電氣控制系統(tǒng)

由S7400PLC+FM458組成主控系統(tǒng)，實現(xiàn)提升工藝控制和提升機監(jiān)控功能，并由FM458實現(xiàn)提升機速度環(huán)和位置環(huán)的控制及優(yōu)化。

①PLC冗余系統(tǒng)。由SIMATICS7400PLC系統(tǒng)對提升機進行開環(huán)控制，通過就地安裝在設備的分布式遠程終端ET200接入數(shù)字量和模擬量輸入/輸出，并通過Profibus總線和主PLC通訊聯(lián)系。ET200遠程I/O安裝在低壓柜、制動系統(tǒng)電控箱、閘箱、信號柜內，極大減少電纜數(shù)量以及斷線、短路概率，使系統(tǒng)更加安全、可靠。由CPU416和CPU414等組成雙PLC，2套相互獨立的PLC系統(tǒng)構成安全回路，集成所有涉及人、設備及物料安全的故障信號監(jiān)控，信號數(shù)據(jù)采集和保護均采用雙線制。2套系統(tǒng)的運算結果相互監(jiān)控，出現(xiàn)安全故障或監(jiān)控結果不同時觸發(fā)安全回路并報警。電控系統(tǒng)對故障分為三類：I類故障立即進行機械安全制動，并發(fā)出聲光報警；II類故障先進行電氣制動，再施加安全制動停車；III類故障允許提升機完成本周期運行，停車后施加工作制動，故障未解除不能再運行。

②閉環(huán)控制系統(tǒng).以FM458-1DP（工藝控制模塊）為核心的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對提升機速度環(huán)和位置環(huán)的閉環(huán)控制及行程工藝監(jiān)控。全提升周期位置閉環(huán)控制精度±10mm；速度閉環(huán)控制精度±1%；具有連續(xù)速度監(jiān)控、逐點速度監(jiān)控、位置和速度突變監(jiān)控等功能；在整個提升過程中對提升速度進行連續(xù)控制和監(jiān)視，實現(xiàn)加、減速度的平滑變化，減小對鋼絲繩和其他機械設備的沖擊；優(yōu)化提升過程，根據(jù)提升速度自動選擇不同的減速點，提升時間壓縮到最短。

(3)液壓制動系統(tǒng)

西馬格公司提供的“恒減速ST3-D”型盤形制動裝置，由1個共用油箱、閥組、電動變量泵、各種傳感器、6對BEl00盤形閘及管路等構成，具有單獨的液壓電控系統(tǒng)。電動變量泵流量40L/min，工作油壓力14.4MPa，每對盤形閘正壓力l00kN。壓力油對蓄能器充液，在主工作壓力的作用下，閘彈簧被壓縮使制動閘閘瓦與制動盤之間達到規(guī)定的間隙（2～3mm），達到工作壓力時泵的流量減小到維持工作水平。

①單箱雙系統(tǒng)。即2套獨立的電動變量泵、2套獨立的閥系統(tǒng)共用1個油箱，2套系統(tǒng)1用1備。通過轉換液壓電控柜盤面上的選擇開關，可以切換2臺電動變量泵；通過操作連在總進油管路上的手動換向閥可以切換2套閥路，極大減少制動系統(tǒng)故障對生產(chǎn)的影響。

②2套S7-300PLC及ET200遠程I/O組成液壓電控系統(tǒng)。采用雙通道控制技術，對制動系統(tǒng)各閥件、壓力開關、溫控開關、盤形閘等元件進行實時連續(xù)監(jiān)控，確保制動系統(tǒng)安全可靠。

③安全制動時能以恒減速率安全地停止提升機。減小對滾筒、鋼絲繩的沖擊。在恒減速制動失效時自動切換為恒力矩制動，確保提升機安全制動。

④司機操作臺及人機界面、畫面顯示。司機操作臺設帶粗精顯示的深度指示器、速度和閘控手柄控制器、按鈕、開關、指示燈、信號、電樞電流表、勵磁電流表、速度表、加速度表、力矩表、油壓表等與操作有關的元件。人機界面及畫面顯示采用西門子WinCC軟件監(jiān)控電腦，實現(xiàn)對位置、速度等的實時監(jiān)控，還可以通過修改設定參數(shù)進行過速保護、滑繩保護、系統(tǒng)A/B速度相互監(jiān)控差值保護、系統(tǒng)A/B位置相互監(jiān)控差值保護等位置、速度保護實驗。

⑤提升信號系統(tǒng)。具備完善的信號功能，并且通過網(wǎng)絡和硬線兩種方式與提升機的監(jiān)控系統(tǒng)相聯(lián)系。信號系統(tǒng)以S7-300PLC為核心控制器，安裝在操作室內的信號柜中，并作為提升機監(jiān)控系統(tǒng)的從站；上井口和下井口信號操作臺各設置1套ET200遠程I/O。操作室內的PLC對所有提升信號、井口設施狀態(tài)進行在線監(jiān)測及控制；操作室、上井口、下井口均設有LED顯示屏，用于提升信號及各狀態(tài)的實時顯示及音響。

3、興隆莊煤礦提升機電控系統(tǒng)數(shù)控技術改造

兗州礦業(yè)（集團）公司興隆莊煤礦的主、副井塔各安裝2臺70年代由瑞典成套引進的HSVE2.8型6繩摩擦式提升機，均采用可控硅供電，直流他激電動機。其電控系統(tǒng)為磁場可逆、邏輯無環(huán)流、速度電流雙閉環(huán)的速度調節(jié)系統(tǒng)。主井2臺提升機提升容器均為雙箕斗，擔負礦井的提升原煤任務。副井2臺提升機中，1#提升機2個提升容器均為雙層4車罐籠；2#提升機2個提升容器，1個為雙層4車寬罐籠、1個為配重平衡錘，用于提升人員、矸石和物料等。經(jīng)過幾十年的使用，提升機已達服務年限，故障率頻發(fā)，電氣控制部分備品、備件奇缺，且價格十分昂貴（有的產(chǎn)品備件廠家已經(jīng)不再生產(chǎn)），給檢修維護帶來困難。在極不適應礦井生產(chǎn)需求情況下，該礦與ABB公司對4臺提升機的電控設備進行更新?lián)Q代，改造為AC110控制器與DCF600交流器數(shù)控系統(tǒng)。

⑴提升機電控系統(tǒng)改造。

①主電控回路改造。由磁場換向改為電樞換向，避免啟動、減速和停機的撞擊，減輕設備的損傷。

②更換新一代監(jiān)控器。在主電動機、提升鋼絲繩和主軸各安裝1個編碼器，為HMS監(jiān)控器提供信號，減少誤差，避免某個編碼器與另兩個編碼器檢測信號不統(tǒng)一或誤差較大發(fā)生急停的情況，有效保障安全提升。

③操縱臺多設1個旁路運行方式。其作用是當系統(tǒng)出現(xiàn)某些故障時使提升機繼續(xù)運行。此故障選擇可使緊急驅動系統(tǒng)代替主控來控制，使提升機繼續(xù)運行；當井筒信號系統(tǒng)電源被檢測出存在接地故障時，故障選擇給主控系統(tǒng)1個信號，旁路接地故障，系統(tǒng)可繼續(xù)運行。

④制動控制與制動系統(tǒng)。制動控制改為恒力矩和恒減速2種方式。恒力矩緊急制動是按預先設定制動時間和順序緊急制動的開環(huán)制動控制方式，用于負載恒定的主井提升。制動過程與實際負荷狀態(tài)無關。恒減速制動控制是通過檢測制動過程實際速度值（換算為減速度），實現(xiàn)制動對減速度半閉環(huán)控制，只控制制動過程液壓壓力下降而不能使之上升，即檢測緊急制動速度達到預定值，保持壓力達到恒減速，用于負載變化較大和有人員提升的副井。

⑤制動系統(tǒng)設有2套液壓站?？山档椭苿恿Χ群头乐挂簤翰考缬凸軘嗔鸭巴惞收?。所有的備用閘可容易地接到另一個液壓工作站上。任何對連接閘鉗管路改動都受到限位開關監(jiān)控器與HST屏幕所給選擇命令的對比。

⑵改造后存在的問題。

①提升機運行后選擇開關不能再做其它選擇。因為運行后不能轉換運行方式，司機在自動運行時發(fā)現(xiàn)異常不能工作制動停車，只能緊急制動，其后果十分嚴重。所以，在上下人時須使用手動，也嚴禁使用半自動，副井雙罐在正常裝填情況下才能使用半自動模式。如果裝填情況不符合半自動條件，井口信號工立即聯(lián)系司機取消半自動模式。如果能夠改進為異常狀態(tài)下轉換成工作制動停機就更安全。

②高壓開關柜故障和變流器跳閘故障。這是改造后常見的故障。出現(xiàn)高壓柜故障在操作臺難以復位開車，需到高壓柜本地復位，通常要重復幾次才行。出現(xiàn)高壓柜跳閘故障通常變流器也跳閘，其原因是故障信號在發(fā)向主控系統(tǒng)的同時，還通過串聯(lián)在安全回路中的繼電器觸發(fā)安全回路，導致變流器跳閘發(fā)生急停。目前只是用復位或重復復位來解決。

4、北宿煤礦副井提升機電控系統(tǒng)數(shù)控技術改造

兗州礦業(yè)（集團）公司北宿煤礦二號副井2JK-3/20單繩纏繞式提升機于1990年投入運行，配備JR1510-10電動機，400kW、6kV，采用TKD交流電控。隨著數(shù)控直流調速技術在我國礦井提升機電控系統(tǒng)中的研究與開發(fā)應用，該礦在原電控的基礎上將動力制動改為可控硅低頻制動，改用PLC邏輯替代原來的繼電器邏輯，但是這次改造以后在運行中仍然存在嚴重問題。為此，他們采用數(shù)控技術代替模擬控制徹底解決礦井提升機交流拖動調速性能不理想、外圍硬件多以及穩(wěn)定性差等問題，實現(xiàn)自動化提升。

這次改造后采用TS3A電控系統(tǒng)，有手動、檢查、換層與半自動等操作方式。提升機設置過卷、等速段超速、減速段超速、全程過速、同步超限、裝卸載故障、緊停、編碼器故障、電機超溫跳閘、整流裝置故障跳閘、快開跳閘、緊急停車、勵磁故障、操作程序故障、液壓系統(tǒng)故障、低壓電源系統(tǒng)故障、風機輔助系統(tǒng)故障、計算機系統(tǒng)故障、松繩故障及驅動失敗等主要保護。軟件安全回路分別由2套S7-400組成，外加1套獨立的繼電器安全回路。液壓站采用恒力矩控制。在提升機房內設整流變壓器、電抗器和直流快速斷路器各1臺。主整流柜內含1臺SIEMENS6RA70整流裝置為直流電動機的電樞回路供電。供電采用晶閘管并聯(lián)6脈動，電樞換向，并且提供勵磁供電。提升機控制臺設置2個進口給定手柄，分別用于速度給定及制動閘給定。臺內設ET200M遠程分站。顯示屏設置主要狀態(tài)和主要故障顯示燈。圓盤深度指示器和數(shù)字深度指示器配有電樞電流、勵磁電流、數(shù)碼速度、加速度、工作閥電流與制動油壓表。主控柜內設2套S7-400，其功能互相冗余，分別承擔提升機的程序控制、行程控制、狀態(tài)監(jiān)測及各種保護。輔助柜內含繼電器安全回路及ET200M。電樞回路的調節(jié)功能包括設定轉速給定源、自由選擇轉速實際值信號、速度自動調節(jié)、電樞電流自動調節(jié)、斜坡函數(shù)發(fā)生器、轉矩限幅、電流限幅、預控制器及觸發(fā)裝置。行程監(jiān)控包括自動生成提升包絡線以及提升全過程位置、速度監(jiān)控，實現(xiàn)速度逐點保護，系統(tǒng)的行程控制精度不超過±20mm。

5、楊村煤礦副井提升機數(shù)控自動化系統(tǒng)改造

兗州礦業(yè)（集團）公司楊村煤礦副井提升機原先配置交流異步電動機驅動TKD系統(tǒng)，采用繼電器有觸點邏輯控制，以磁放大器為核心組成模擬量可調閘閉環(huán)調節(jié)，靠切換串入交流電動機轉子電阻達到調速的目的，調節(jié)精度難以保證，穩(wěn)定性和線性度差，而且設備老化，影響礦井的安全生產(chǎn)。為此，他們決定對其進行改造，并在中國礦業(yè)大學和兗州礦業(yè)（集團）有限責任公司的支持下，研制出提升機數(shù)控自動化系統(tǒng)。

⑴控制系統(tǒng)技術改造范圍。

PLC應用在交流提升機的改造上，主要表現(xiàn)在采用PLC邏輯替代繼電器邏輯；采用電子線路替代磁放大器，對可調閘和動力制動進行調節(jié)控制；主令控制器用簡單的接點耦合替代；速度信號采用電子線路處理。這些技術在一定程度上改善提升機的性能，但是仍然存在問題：外圍硬件過多，沒有充分發(fā)揮PLC軟件功能，裝置容易出現(xiàn)故障和產(chǎn)生不穩(wěn)定；簡單耦合的主令控制器可靠性差，容易造成開車控制重大錯誤；對速度檢測增加中間有源環(huán)節(jié)，容易造成速度監(jiān)測錯誤；減速點等關鍵點設置太少，留有隱患；沒有良好的調節(jié)控制程序，調速性能不理想。礦井提升機直流電動機拖動與交流異步電動機拖動相比，調速性能好、不需要附加其它拖動裝置、容易實現(xiàn)自動化。此項改造的內容是去掉TKD電控系統(tǒng)、交流電動機和信號操車設備等，改為新型的直流調速自動化系統(tǒng)，開發(fā)1套由高壓開關柜、整流變壓器、電樞整流柜、司機控制臺、PLC柜、低壓配電柜和上位監(jiān)視機等組成的全數(shù)字自動化副井提升電控系統(tǒng)，使用直流電動機，更換1套PLC控制信號操車設備。

⑵提升機電控系統(tǒng)的關鍵技術。

①動力系統(tǒng)設計。6kV來自礦井35kV變電所2路進線，手動切換。提升機房放置1臺6kV高壓柜。高壓柜采用真空斷路器，設有速斷、過流、欠壓、失壓跳閘等保護功能。2路380V進線作為低壓供電回路，手動投切。低壓配電柜設置多路輸出，擔負提升機電控及信號系統(tǒng)的供電，主要有主冷卻風機、制動液壓站、潤滑站等輔助設備的供電以及系統(tǒng)需要的DC24V、DC15V、DC110V、DC220V、AC220V、AC110V控制電源。

②驅動系統(tǒng)。提升機房設1臺整流變壓器，直流電動機主回路為1臺主整流柜，內置1臺SIEMENS6RA70整流裝置。直流電動機的電樞回路采用晶閘管6脈動供電，電樞換向。6RA70SIMOREGDCMASTER系列整流器為全數(shù)字緊湊型整流器，輸入三相電源，為變速直流驅動提供電樞和勵磁供電，穩(wěn)定電樞電流15～2000A。開環(huán)和閉環(huán)驅動控制及通訊功能由2臺功能強大的微處理器實現(xiàn)，驅動控制功能通過參數(shù)將軟件提供的程序塊實現(xiàn)。他們根據(jù)提升機行程控制的要求，由PLC完成系統(tǒng)的速度曲線與保護曲線運算，綜合成為速度的給定輸出。速度控制由6RA70裝置完成，速度拐點處設置圓形過渡，減少機械沖擊。以獨立的每轉5000脈沖編碼器完成速度反饋。電流調節(jié)器是具有相互獨立設定P放大值和調節(jié)積分時間的PI調節(jié)器。電流實際值通過三相交流側的電流互感器檢測，經(jīng)過負載電阻、整流、模擬、數(shù)字變換之后，送往電流調節(jié)器。電流調節(jié)器的輸出形成觸發(fā)裝置的控制角，同時作用于觸發(fā)裝置的還有預控制器。電流調節(jié)回路的預控制器用于改善調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)響應，電流調節(jié)回路的允許上升時間6～9ms。預控制及電流給定值和電動機EMF有關。通過電流預控制器實現(xiàn)電流預給功能。由6RA70主站完成對速度控制的響應，使提升機平穩(wěn)起動。

③提升機控制系統(tǒng)。操作臺設置2個手柄，分別用于速度給定及制動閘給定?？刂婆_顯示盤設置主要狀態(tài)顯示燈、主要故障顯示燈、圓盤式深度指示器和數(shù)字深度指示器、電樞電流表、勵磁電流表、速度表等?？刂婆_內設ET200M遠程分站。主控柜內設2套S7-400，主PLC實現(xiàn)提升機的程序控制、行程控制保護、狀態(tài)監(jiān)測及各種保護；從PLC自動生成提升包絡線，實現(xiàn)提升全過程位置、速度監(jiān)控，實現(xiàn)速度逐點保護，系統(tǒng)行程控制誤差≤±20mm。如果其中1套主機故障，另外1套應急開車。系統(tǒng)設有主S7-400軟安全回路完成系統(tǒng)所有保護；從S7-400軟安全回路完成系統(tǒng)的行程保護；1套繼電器直動的硬件安全回路完成系統(tǒng)的重要保護。提升機的控制工藝程序設計采用功能模塊化結構，主要功能有手動、檢查、平罐等操作方式，滿足副井提升工藝的需要。他們根據(jù)此提升機的特點，操作與設置有機結合，使驅動系統(tǒng)與提升系統(tǒng)融為一體，設計對系統(tǒng)開發(fā)、帶力矩起動與停車時減少系統(tǒng)沖擊等的保護。

④人機對話。上位機采用17″液晶顯示器。上位機顯示包括提升機狀態(tài)全圖、信號系統(tǒng)信息、故障信息、提升驅動信息、高壓供電、低壓配電、液壓制動系統(tǒng)圖、提升網(wǎng)絡圖等畫面，直觀顯示提升系統(tǒng)當前信息及歷史數(shù)據(jù)。上位監(jiān)視程序可進行過程圖形化監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集和管理、監(jiān)督控制。

⑤信號、裝載定量控制系統(tǒng)。PLC主井提升信號、裝載定量控制系統(tǒng)適于無瓦斯、煤塵、爆炸危險的環(huán)境，具有聲光兼?zhèn)?、?shù)字顯示、信號記憶；急停報警；信號之間閉鎖；信號指令與開車回路閉鎖、急停與安全回路閉鎖，到位設施不正常發(fā)不出開車信號；急停記憶和信號自保；提升次數(shù)記憶和提升指令存儲；提升類別顯示；熱備簡易打點信號系統(tǒng)等功能。

⑶改造效果。

應用實踐表明：由于硬件電路均采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，元器件少、結構簡單、故障點少、可靠性高；硬件采用以總線聯(lián)系的模塊化結構，控制算法和系統(tǒng)控制利用軟件完成具有可構置性，可以進行功能擴展，運行靈活；硬件工作狀態(tài)可以通過軟件反映，軟件運行情況也可以通過硬件監(jiān)視，軟、硬件故障均可通過指示直接反映出來，維護方便；設有微處理器，整個控制功能與調速算法均由軟件完成，控制精度高，穩(wěn)定性好；數(shù)控直流拖動系統(tǒng)運行效率高，無功能耗低，可以節(jié)約大量的電能，減少維護的費用；此系統(tǒng)能夠產(chǎn)生“S”形曲線，減少對系統(tǒng)的沖擊，保護系統(tǒng)運行的平滑性；此項成果容易實現(xiàn)數(shù)字通訊，并與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，將系統(tǒng)中的運行參數(shù)和運行狀態(tài)傳遞到網(wǎng)絡上，實現(xiàn)現(xiàn)代化管理。

主要參考文獻：

[1]王進野,楊奉忠,王其軍.礦井提升機數(shù)控化改造[J].煤礦機電,2005,26(6):76-77

[2]李偉生,劉相楠.應用數(shù)控技術改造提升機電控系統(tǒng)[J].煤礦機電,2007,28(3):61-63

[3]馬連霞.對瑞典新舊兩代HSVE多強摩擦式提升機的操作經(jīng)驗與技術改造的探討[J].煤礦現(xiàn)代化,2009,18(4):117-118

[4]岳朝柱,王德堂,王公華.提升機全數(shù)字化控制自動化系統(tǒng)的研制與應用[J].山東煤炭科技,2005,23(3):4-5