矿山提升电控系统直流改造山东金岭矿业有限公司侯庄矿王强江善清岳东凯1概述提升、排水、通风等固定设备是地下矿山的要害部门，也是耗电大户，这些矿山设备的安全运行和节能就显得至关重要。根据多年来从事矿山电气技术工作的经验及在矿山进行电气技术方面的应用实践，我认为，在矿山应用直流调速技术对于提高矿山生产设备的效率、节约电能都是至关重要的。但遗憾的是在矿山应用直流调速技术还很不普遍，除了因调速装置的投资问题外，也与人们对直流调速装置的认识不够有关，还与不能正确了解矿山设备对直流调速装置的特殊要求、不能正确地应用直流调速装置有关。本文主要介绍目前矿山应用直流调速装置的状况，矿山设备对电气传动的特殊要求，以及如何正确地选用直流调速装置等。2提升系统的基本状况矿井提升机是地下矿山运输的主要设备，它是用一定的装备沿井筒运出矿石、废石、升降人员及材料、设备运输等环节。侯庄矿共有9台提升机，其中5台为交流串电阻异步电动机驱动，4台为直流电动机驱动（其中主井提升机负责侯庄矿全部矿石的提升运输工作）。矿井提升是地下矿山生产的咽喉，所以无论哪种提升机，对电气传动的要求都很高，因为电气传动系统性能的优劣，可靠性的高低，都直接关系到矿山生产的效率和矿山生产的正常进行。对矿井提升机电气传动系统的要求是:有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定位功能，可靠性要求高等。目前，我国地下矿山矿井提升机的电气传动系统主要有:对于大型矿井提升机，主要采用直流传动系统，还采用直流电动机-直流发电机系统和晶闸管变流器-直流电动机系统;这两种系统都存在着直流电动机固有的缺点，如效率不高，维修工作量较大等。对于中、小型提升机，则多采用交流电气传动系统，如采用交流绕线式电动机，使用电机转子切换电阻调速，这种电气传动系统虽然设备简单，但它是有级调速，调速性能差，效率低，大量的电能消耗在电动机转子电阻上，而且可靠性也差。3直流调速技术在-425m盲一、盲二提升机中的应用我矿-425m水平是全矿-425m以下所有矿石和岩石的中转水平，盲一井、盲二井担负着巨大的提升任务，综合考虑我们选用了西门子公司的6RA70直流调速控制系统来驱动提升机。西门子6RA70调速装置是西门子公司独立研制开发具有自主知识产权的全数字直流调速电控系统，融合了进口数控提升机的先进技术，在工艺控制上有了重大突破，总体技术达到了国际先进、国内领先水平。该系统分为驱动、控制、上位监视、装卸载控制、井筒信号、行程与速度监测等部分，广泛应用于各种直流传动场合，特别适用于矿山、冶金行业大型设备电力传动系统(如提升机、运输机等)，具有配置优化、结构紧凑、各个单元容易拆装、维护简单易行等特点，与国内外同类产品相比，有着良好的性价比，其中用于调速直流电机电枢和励磁供电的可控硅和微控器是引进西门子原装产品。现结合实际情况说明直流调速控制系统的各项主要功能。3.1提升控制系统·完成提升机自动、手动、检修等运行方式的控制。·完成提升机逻辑控制与中间闭锁。·完成传动系统的运行控制与速度给定。·完成与提升信号系统的控制与相互闭锁。·完成提升机机械、液压、电气等方面的故障检测、报警、保护功能。对如过卷、等速超速等重大故障实行硬软件多重保护。·完成轴编码器之间的相互监控与断线保护。·形成硬件安全回路与软件安全回路，两者相互冗余，相互闭锁。·实现提升机液压制动系统中工作闸与安全闸的控制。·能对提升机的位置进行测量和数字指示。·按照故障性质、提升系统故障分为三类：1)立即安全制动故障；该类故障综合在硬软件安全回路中。安全回路正常时吸合，有急停故障时释放。一旦安全回路释放，就会立即封锁整流装置，跳制动油泵，并控制液压系统电磁阀实施安全制动，制动闸实施安全制动。主要的安全制动故障有：a、传动系统故障：如主回路和控制回路电源故障，主电机过温、高温，装置故障等。b、过卷故障。c、超速故障：如等速超速、减速段定点超速和连续超速等。d、手动急停故障。e、液压制动系统故障：如制动油泵跳闸、系统油压高等。f、错向指示。g、测速机、轴编码器、深度指示器断线。h、松绳检测故障。2)先电气制动、后安全制动故障：这类故障发生后，传动系统会自动进行减速，当速度降到爬行速度时会立即转为紧急制动。这类故障主要有事故停车、闸瓦磨损等。3)完成本次开车后、不允许再次开车故障：开车前若出现这类故障，则开不起车；若在运行过程中出现，则允许本次开车完成，但不允许下次开车，除非故障解除。这类故障主要有主电机过温报警、液压站油温过高、润滑站压力低等。3.2数字监控系统由PLC、工控机、监视器等构成，其位置检测用的轴编码器采用单独的一台。该设备可完全替代传统的机械式监控器，具有可靠性高、功能强、调试方便等优点，其主要功能如下：·