焦家寨煤矿主立井电控改造使用成果报告 |
| 2013-01-20 09:29 作者：范玉芳 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第21期刊文称，随着科学技术的进步，焦矿主立井电控系统2008年进行电控升级改造，延长机械、电气系统的使用寿命，为竖井队之后的几年发展打下坚实的基础。
关键词：焦家寨煤矿；主立井；电控改造；使用成果
焦家寨矿是一个服役时间比较长的老矿，有着历史变迁的明显痕迹，过去用主平峒运输煤，现在已经不用了。随着技术的进步，1992年成立竖井队，主立井2008年进行了电控升级，为竖井队之后的几十年打下了坚实的基础。从以下几方面很容易看出升级改造后，不同寻常的地方。
首先，从提升能力上：提煤吨数，升级前提煤120万吨/年，升级后为200万吨/年，带来的经济效益就不必赘数。
其次，从系统配置上：
1）旧系统的概况：原电控系统采用老式继电器为主的分立器件式TKD控制系统，属于淘汰技术，目前主要用于小型提升机和不重要提升设备上使用。爬行采用微拖爬行，即微拖投入靠电磁低速继电器吸合释放电压控制，不能准确按速度投入，而且无不投入保护，电磁气阀控制气囊离合器充气不可靠，一旦不充气也无保护，易造成绞车重载溜车；高压接触器用的是磁力接触器，接点易损，三相同步性能差，吸合在电压低的情况下，不能稳定可靠吸合维持；转子电阻切换使用CJ系列交流接触器震动大，接点易烧贴，切换不可靠，释放不确定，易造成高压过流跳闸；过速保护、低速过速继电器均采用电压继电器，吸合释放由电压值决定，所以保护不准确，动作不可靠；可调闸系统调节系统不可靠，经常出现可调闸电流不稳定并不可调试。
系统采用继电器逻辑控制，继电器多达200多个，故障点多，查找故障困难，维护量大。系统调速采用自整角机模拟电阻阶跃给定，运算放大器积分，磁放大器、电机放大机发达的模拟控制方式；系统稳定性差，易受环境温度、湿度及可调电阻参数变化等的影响，引起系统特性的变化，极易造成运行不稳定。维护人员需要经常根据现场情况进行调试修正；系统的主控屏采用复杂的背后布线方式，电气接点和控制元件多，各电气元件参数调整及配合困难，发生故障时难于查找，造成修复时间长，从而严重影响正常的生产。减速保护不太稳定，同时速度调节跟随性较差，不能瞬时投入低速爬行，给安全运行带来极大地隐患。井塔内系统运转机械噪声、电磁噪声高达90dB，严重污染环境。
2）新系统概况：新电控系统采用以工业可编程序控制器为核心的PLC控制系统取代老式继电器。系统实现电流与时间平行控制原则加速，由提升状态与位置开关配合实现自动减速、爬行及自动停车，具有手动、自动换向功能。系统实现了过卷、减速过速、高压跳闸、测速断线、等速过速、定点过速、开车错向、制动油压过高、制动弹簧疲劳、闸瓦磨损过度等故障的检测，并且自动选择一级制动或二级制动方式进行安全制动。系统同时实现了液压站、润滑站压力的检测及报警。采用变频拖动，它是目前交流异步电动机最理想的拖动方式，它模拟直流电机的调速方法，并考虑了电动机动态性能要求，具有无级调速、响应迅速、运行平稳、控制灵活等特点，他是技术含量很高的科技产物，这主要体现在：
①实现了电动机的软启动。
②实现了无级平滑调速，可在静态或动态任意调整电机转速。
③运行平稳，无转差冲击，延长了机械系统的使用寿命。
④响应迅速，控制灵活，便于实现集中控制和系统集成。
⑤集信号处理、运行控制、电子制动、机械制动、安全保护为一体，提高了设备的整体功能。
⑥操作直观简便，驾驭轻松自如。
⑦节能率高。
最后，从使用感受上：
旧系统由于以上原因，技术不先进，主要靠人来担当警戒和诊断问题，给司机和维护工带来很大压力，司机在操作时要精神高度集中，维护工要有对突发事故进行准确判断，所以对维护工和司机来说，可谓是一种煎熬，心理负担很重，总是害怕发生问题，并且是重大问题，而有些问题比较隐蔽，就是费尽心思也再所难免，当然事故很多。维护工也并不轻松，每天没有闲着的时候，不是这有问题就是那有问题，每天大批维护工在忙碌的工作者，可这也并不讨好，经常挨批评，可以想象，对于大部分是初中毕业的他们，能精通一样的人就已经创造奇迹了，可绞车是一个复杂的系统，有机械、电子、液压、通信，在煤矿这个以维修为主的环境，一个毕业10年的本科生也很难做到都明白，更何况这些工人，所以难度是相当大的，维修一次不行，还得第二次维修，所以时间就这样浪费了，是煤在等他们，不是他们在等煤，从而制约着产量的提升。可是改造后的系统，我们用着非常顺手，上升、下降精度很高，想停在哪就停在哪，可谓想干什么就干什么，主要表现在：
1）因变频器具有较好的低速转矩性能，在各种负载下均可很好地超低速运行。在最大载重下，电机可在2Hz时均匀平稳地运行。如果在3Hz时启动抱闸，使电机堵转，此时电机的堵转电流应小于37A；这比原系统的堵转电流小许多倍，位置精度也提高了许多倍。
2）紧急制动、非常制动。紧急制动、非常制动一般发生在运行中突然停电、事故等非正常情况下，但这却是系统安全的最重要指标。试验中，将变频器全速运行，然后分别按“非常制动”、“紧急制动”按钮。这样可以模拟变频器发生故障或产生保护信号时的紧急制动，同时也模拟了运行中出现其他意想不到情况需要紧急刹车的特殊案例。
由于变频器的停车方式设置为自由停车，因此在自由停车后对高速运行的电机实施紧急制动丝毫不影响变频器，即变频器不会受到任何损坏。实际应用中，紧急制动、非常制动性能均可靠、效果良好。
3）载重运行。在箕斗内装载额定重物，从井下向上吊运。在此过程中，通过变频器动态地任意改变电机运行速度，提升机工作状态良好，变速过程平稳、调速范围宽，并且操作简单、节省电能。
4）吊配重。吊配重是指将配重下到井底，空罐笼处于井上，然后将配重从井底吊到井上，无任何问题。
5）空罐下配重。如果配重处于井上位置，位于井底的罐笼不装载任何重物，此时要将空罐笼提上，即将配重下到井下，则由于重力加速度的影响，电机会处于强发电状态。原系统在这个过程中需要全额电功率输入，并配合机械抱闸制动，消耗电能同重载时几乎一样。采用变频器控制全速运行，在整个过程中可看到泄放指示灯出现闪亮，表明电动机发出电经模块续流二极管整流后加到直流母线上，造成母线电压升高，泄放单元开始工作。试验时分别将“泄放阻尼”开关置于“开”、“关”位置，系统工作均正常。“泄放阻尼”开关打开并出现泄放时，可明显看到运动速度放缓，表明阻尼在起作用。
上面几项是使用中对新系统的测试，其实它的好处不止那些，司机们开的很轻松，愉快，也没有了心理负担，现在一切运行过程都有监控，PLC参与保护。维护工们也工作升级了，看书学习是经常的事，手工活少了，根据PLC微电脑提示，没有解决不了的事情，事故问题很快解决了，个个成了高手，这在以前也是不敢想象的。现在是人闲了，机器忙了。高科技给煤矿带来的便利，愉悦轻松越说越多。 |
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