新形势下煤矿提升机电气控制系统的技术改造研究

新形势下煤矿提升机电气控制系统的技术改造研究

赵权

中煤集团山西华昱能源有限公司 036900

摘要：煤矿提升机是矿山电力拖动系统的重要组成之一，其能够在井下人员与煤炭的提升中发挥出巨大的作用，是一种在煤炭开采中极为重要的设备。长期以来煤矿提升机作为煤矿中的重要的提升设备由于种种原因一直未能更新。煤矿提升机长时间的使用使得其功用已经远远无法满足现今快速提升的采矿需求，并对煤炭的安全生产埋下了较大的安全隐患，因此，需要做好对于煤矿提升机的自动化改造提升其自动化水平，确保煤矿提升机能够安全可靠地运行。

关键词：新形势下；煤矿；机电气控制系统；技术改造；提升；研究

1煤矿提升机电气控制系统的构成概述 　　煤矿大多数提升机电气控制系统主要由主控制系统、调速系统以及上位机监控系统等组成。其中，“主控制系统”的职能作用便是控制煤矿提升机的启动环节，同时还能够有效控制矿车的加速或减速行进模式等，并实时监控提升机运行过程中的电流情况以及行进状况，“主控制系统”的综合控制能力十分强大，相当于对煤矿提升机及其作业面进行统筹监控管理。调速系统主要担任的是执行者的角色，根据接收到的命令对提升机的主电动机进行动作控制。

　煤矿提升机电气控制系统的各个环节是紧密联系的，在变频器装置的运作下，提升机的负载量才得以提升上来。简单来说，提升机负载是较为典型的摩擦性负载，在当煤矿矿车上行的过程中，提升机的电气制动核心部位——电机的电磁转矩则要压制住负载阻力转矩，而且要克服上行挪移时的静摩擦力矩，此时的电机则处于电动工作的状态。当煤矿矿车减速运行时，提升机的电气制动系统同样需要实施制动操控。

2分析当前煤矿提升机电气控制系统的发展状况 　　在煤矿提升机电气控制系统的内部，存在着一项极为关键的技术，即模拟电子技术。这项技术来源于国外，随着计算机相关的技术不断地更新完善，一些煤矿企业将其运用到提升机的电气控制系统中。当前，我国大部分的煤矿企业运用的电气控制系统还是相对比较高级的技术即数字化，利用微处理器将煤矿提升机进行大量数字化的调整和运作，从而达到自动化控制煤矿提升机的目的。数字化的电气控制系统存在着两种主要的工作方式。在煤矿提升机工作的时候，虽然这种控制系统具有较高的安全性和可靠的性能，但是它的价格相较于另一种系统来说，是非常高的，对于一些规模比较小的煤矿企业来讲，这并不符合本企业的经济要求，所以如今阶段，这类小规模的企业一般使用TKD电气控制系统，它的优点就是价格实惠，但是缺点就是应用价值不高，而且在实际的生产工作中其存在着较大的局限性，可靠性比较低以及安全性不能被保证，有较大的风险隐患。

3煤矿提升机自动化改造所面临的问题 　　据不完全统计，我国各煤矿开采企业中所使用的煤矿提升机主要依靠的是低于1000W的交流异步电动机来拖动的，对于电动机的供电多数依靠的是FD机组来实现的，对于煤矿提升机的制动主要采用的是晶闸管装置，此套控制系统可靠性与监控能力都有所不足，在后期的改造中在煤矿提升机上添加了深度指示器和自动控速等的保护设备以提高煤矿提升机的可靠性与安全性。在煤矿提升机的使用过程中由于煤矿提升机承受较大的负载力使得煤矿提升机的故障频发，根据其所造成的严重程度可以分为损坏型故障（包括有钢丝绳过卷、机械断轴等）和提示性故障报警（如油温过高、油压不足等）。传统的煤矿提升机的控制系统在使用中故障频发、稳定性较差从而为煤炭的安全生产带来的不小的安全隐患，因此需要通过对煤矿提升机的控制系统进行电气化改造提升其自动化水平以使得煤矿提升机的控制系统更为安全、高效。

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结语 　　综上所述，对提升机电气控制系统进行多方面的技术改造，够不断提高矿井产量与速率，同时还能够降低电能消耗与故障发生率，不但提高了煤矿企业设备的安全性和可靠性，也对煤矿企业的稳定发展产生了较大的促进作用。该方案运用在中小型煤矿，可取得明显的社会与经济效益，值得在生产运营中广泛推广。 　　参考文献

[1]孙社民.浅谈煤矿提升机电气控制系统的技术改造[J].山东煤炭科技,2014(10):116-117.

[2]黄炳义,孟红秀,李立君.煤矿提升机电气控制系统的技术改造[J].煤矿机械,2013,34(05):198-199.