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矿井提升机范文1
[关键词]矿井 提升机 自动化控制
中图分类号：TD633 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0071-01
矿井提升机是煤矿非常重要的提升设备，在煤矿采煤生产中发挥重要的作用。近些年来，我国煤矿提升机械随着科学技术的发展逐步走向自动化控制。
1、高压换向接触器
高压换向接触器作为高压交流提升电动机的接通、切断和换向使用。目前与提升机交流电控设备成套供应的有CG5系列高压接触器。
高压接触器由支架、主触点、磁吹灭弧装置、电磁操作机构及桥式辅助触头等组成。其中磁吹灭弧装置由一对熄弧角、熄弧线圈和灭弧罩组成。熄弧角是把电弧引离主触头以减少它的熔化和延长使用寿命，促进电弧的延长和熄灭，对在灭弧罩内的电弧移动起导向作用。灭弧罩是用石棉板做成的匣状物，两侧装有用薄钢板做成的极板，用螺钉把极板固定在熄弧线圈的铁芯上。其用途是把熄弧线圈形成的磁场分布在灭弧罩内。主触点断开时出现的电弧，由于磁场的作用被压到灭弧罩的上部，此时电弧被隔弧壁分开并。3kV可逆接触器由2个三极接触器组成，用以控制电动机正反转。6kV可逆接触器由3个三极接触器组成，2个用以控制电动机正反转，第3个作为辅助切断较高电压之线路。可逆接触器中的正反转两个接触器间还装有机械联锁，使两接触器不会同时闭合而导致短路。在选用时，高压接触器的电压和电流不可大于电动机的额定值。
2、提升机电控消弧继电器
提升机主电动机换向以及切除高压电源投入动力延时时，都要在电弧熄灭后进行。为了避免高压电弧短路或高压交流电进入动力制动装置导致事故发生，一般设有消弧继电器XHJ来延时。ZCFC断电后，它的常开触点断开XHJ线圈回路，其衔铁经延时0.5s后释放，常闭触点XHJ闭合，接通延时继电器回路，使其在换向回路和动力制动接触器回路中的常开触点闭合，该回路才可能接通。经XHJ延时后，电弧已可靠熄灭。
3、提升机电控低速继电器
低速继电器SDJ的作用是：在其释放时，通过减速信号继电器J1和脚踏动力制动接触器KDC切除动力制动，准备二次给电。
4、提升机电控减速开关
提升机等速运行至减速点，减速开关动作，断开减速信号继电器J1回路和信号接触器XC回路。XC的常开触点断开高压换向回路，ZC、XLC断电，电动机切除高压电源，常闭触点闭合，为电动机接通低频电源作准备。
5、提升机主电动机转子电阻的作用
提升机用绕线型异步电动机拖动时，为启动平稳又能减少启动电流而不降低启动转矩，要采用在转子回路里串接电阻的方法启动，这是由异步电动机M=f（n）的特性决定的。用金属电阻时就把全部启动电阻分为五段、八段或十段，在启动过程中逐级切除。过去也有用液体电阻启动的，而由于温度变化较大，电液容容易蒸发，浓度变化较快，阻值不稳定，因此现在已较少使用。
6、真空接触器的操作过电压
真空接触器在分断电感性负载时，交流真空接触器过强的灭弧能力也带来操作过电压的危险。操作过电压可分为载流过电压和重复性高频熄弧过电压。载流过电压主要取决于触头材料，通常选用钼基镶低熔金属环触头材料，其截流值低于1A，截流过电压很小，不能导致对电动机绝缘的危害；高频熄弧过电压发生的几率较小，只有在以下几种情况同时出现时才有可能出现：
（1）触头在工频电流过零前刚刚分离。
（2）工频电流过零前未发生截流现象
（3）工频电流过零后由于触头开距太小，被恢复电压击穿使电弧复燃，复燃后高频电流第一次过零分断。
（4）高频电流第二次复燃又熄弧，并多次复燃又熄弧的过程。
现在，己有较多限制过电压的措施，如并联R-C保护、加装压敏电阻或专门的过电压限幅器等，使真空接触器操作过电压的问题已经得到较好解决。
7、提升机交流电控低频电源的作用
提升机低频拖动不增加机械设备，利用低频3-5Hz交流电源直接送入主电动机，使它低速运行。由于交流感应电动机的转速是与频率成正比的。因此，只要有低频电源装置便能实现低频拖动。
低频电源有以下3种：
（1）低频发电机组，由一台交流电动机带动一台低频发电机。
（2）晶闸管交一直一交变频装置，是一种用硅整流器将工频交流电变为直流电，再由晶闸管逆变器将直流电变成需要的低频交流电源的装置。
（3）晶闸管交 交变频装置，是用晶闸管元件构成的，把交流工频电直接变成低频电供提升主电动机使用的变频装置。
在低频电源实现低速爬行中，在电动机转速高于由低频电源产生的同步转速时，还能获得低频发电制动的效果。提升机从等速阶段开始减速时，使定子从工频电网切断，再接入低频电源，电动机转子串入全部电阻。这时电动机转速由于远高于低频电源而出现的同步转速，电动机便运行在发电制动状态，电动机输出负力矩产生制动作用。为增大制动力矩，再逐级切除电阻，速度不断下降，直至全部切除电阻，电动机运行到低频电源所形成的自然特性曲线上。这时提升机负载不管是正力还是负力，均会处在稳定爬行速度。
采用低频拖动，不仅能取代小功率电动机、减速器和气囊离合器等复杂的拖动装置，还可以实现减速阶段的低频制动。
参考文献
[1] 于学谦：矿山运输机械，徐州，中国矿业大学出版社，1998.3.
矿井提升机范文2
【关键词】PLC；变频器；智能化；高效率；稳定性；安全性
1概述
1.1矿井提升机系统的概述矿井提升机系统是矿井挖掘中一个非常重要的电气设备，它的工作正常与否直接关系着矿井的生产效率。矿井提升机系统主要作用是可以把采集到的有用的矿石、煤炭和石油等物品从矿井底部运输到矿井的顶端。所以说，矿井提升机是开采矿井的“咽喉”。矿井提升机系统一旦出现故障，会直接的关系到矿井的正常生产，但是传统的矿井提升机还存在一些隐患，严重时危及人的生命。在智能控制、高效生产和安全方面也有待提高，所以需要开发新的矿井提升机系统来实现这些要求。1.2PLC与变频技术的概述PLC与变频技术是当前广泛应用的一项工控自动化技术，首先，PLC的稳定性高是应用于工控自动化的原因。PLC内部自带的光电耦合器隔离了外部的电路和内部的电路，可以很好的免去外部电路对于控制器部分的干扰问题。变频技术则对它的多个速度和稳定性有较强的控制，避免了人为操作的时候出现的一些问题。因为都是智能化的控制系统，所以矿井提升机系统在设计和改进的过程中，取得了良好的应有效果。
2系统的控制原理和整体构成
2.1矿井提升机系统的主要组成部分和工作原理矿井提升机系统是一个非常复杂的系统，它的主要组成部分包括：提升容器、提升钢丝绳、动力部分的提升机（包括机械部分和拖动部分）、矿井提升机的井架等固定设备。除此以外，他还需要有一些辅助的系统，比如机械传统、系统部分、观测和控制系统以及制动系统。传统的缠绕式提升机设备是一种常用的设备，它由卷筒、钢丝绳、天轮、提升容器和平衡尾绳等组成。其的工作原理是矿井提升机的动力拖动部分是安装在地面的提升机房。提供牵引动力的钢丝绳一头固定在卷筒上，另一端绕过天轮（顶端的定滑轮）之后连接到提升容器的顶端。当滚筒在电力拖动部分拖动以后就会通过钢丝绳带动提升容器部分进行上下的目的，实现人或者物在矿井中的运输。目前缠绕式矿井提升机一般应用在较浅井的矿井之中。2.2PLC与变频技术矿井提升机系统的构成PLC与变频技术矿井提升机系统的系统要求主要分为两个部分，分别是主动指令控制和自动保护控制指令。在主动的操作指令层面，管理人员可以根据现场的工作情况和实际的需要，可以通过改变各种参数来实现矿机提升机控制系统工作状态的改变。矿井提升机的主动指令操作主要包括电控系统工作状态的改变，设置预定的工作流程，让系统自动的按顺序改变工作状态。除了人为的设定系统的工作状态还可以人为的改变单个指令。比如改变系统的启动、停止、加速、减速、制动等都有对应的单个指令。系统下达指令以后通过PIC改变变频器的工作状态，实现多个速度的运行，从而实现对机械部分的控制。另一部分是保护监视系统的指令操作。根据要求事先设定的参数，当参数不在设定的范围时，系统的保护部分会自动的下达指令，让系统采取措施，防止发生危险。控制系统的保护部分主要包括：速度监视、过卷监视、变频器监视、提升容器实施监视、过载监视和深度监视这几个部分。按照具体功能的不同，矿井提升机系统整个控制系统分为行程系统、保护系统和辅助系统三个部分。
3矿井提升机系统的硬件构成
3.1行程控制PLC与变频技术的硬件构成行程的控制是一种典型的位置控制，控制的目的是让提升容器准确的停在指定的位置。典型的比较成熟的控制硬件配置是光-电增量式转角-脉冲变换器。具体的安装过程是把旋转编码器用联轴器固定在提升机的驱动轮上，这样就可以把驱动轮的转动变成电信号采集到PLC，再利用PLC与变频技术上下进程和时间、速度等进行控制，使PLC与变频技术矿井提升机系统可以正常地进行运作，如图1所示。3.2PLC与变频技术矿井提升机系统保护系统的硬件构成在这部分保护系统中要注意两个方面的问题，一是电源模块的供电问题，需要电源模块可靠稳定的把220V-AC转换为24V-DC。没有稳定的电源PLC与变频器输出就不能正常的进行。另一个部分是数模-模数转化模块的质量，通过数字与模拟信号之间的转换，能够更有效、更准确的处理出PLC与变频器输入、输出的信号连接口，如果定时与计算出现了问题，那么就会造成系统的瘫痪，严重的会造成人员伤亡和机器的损坏，如图2所示。3.3PLC与变频技术矿井提升机系统控制部分的硬件构成通过按钮与键盘的输入控制，利用模块之间的通信，实现数据与数据之间的转换，对PLC与变频技术的通信端口与输出端口进行控制，利用指令灯系统的与感应系统的反馈，实现系统通信、运行、报警和音频的智能控制，如图3所示。
4PLC与变频技术矿井提升机系统的软件构成
系统主要是有三个部分构成的，这里采用的是STEP7，编程环境在这里不做过多的赘述。编程采用模块化的设计，在行程的控制部分，选择的是三个模块，分别是OB100、OB1和DB35。其中，OB100模块的作用是用来启动的。在该模块中设置了程序的初始化指令，相关的系统参数的设置也是在这个部分设置的，类似于单片机的头文件。在上电初始化的时候，该模块被执行一次，保障系统能够正常的启动。但是这个部分只在PLC与变频技术矿井提升机系统启动的过程中执行，之后不参与程序的循环。OB1模块为循环模块也就是常说的主程序模块，这个部分是程序运行时一直循环的过程。通过设计时的程序流程图可以知道，主程序是一个主要的循环过程，在主程序循环的过程中可以调用相关的子模块程序，SFB、SFC、FB、FC等都可以在主程序中调用出来。运用这种模块化的程序设计可以快速的设计，而且在调试的过程中可以很快的发现问题，改动的时候也不必全部的去修改。程序主要是应用在PLC与变频技术矿井提升机系统的工作与应用。DB35是循环中断的子程序。PLC中的程序是循环执行的，要想做出什么改变的时候就需要中断了。循环的时间值设定在0到60之间，具体的设置过程需要根据实际的用户需要进行设置。程序主要应用在PLC与变频技术矿井提升机系统出现故障或问题时，相应程序应该出现有的中断或中止，终端程序需要包括有：（1）需要根据用户当地的逻辑过程给出中断的实际值，当需要改变程序执行状态的时候就要进行中断过程。（2）当PLC受到传感器传来的故障信号的时候要马上进行中断，并调到故障处理子程序部分。（3）采集的数据和预先设定的数值误差过大的时候也需要调用相应的子程序模块。变频器技术则应用于频率上的控制，对时间、速度、频率上的控制与同步起到很大的帮助。
5总结
以上是根据自己多年的PLC、变频技术的研究和应用写出关于PLC与变频技术矿井提升机系统的文章，其中包含了组成的硬件部分和软件部分的程序思路以及注意事项。这种<<上接133页新型的矿井提升机系统相比于传统的矿井提升机在性能上有了很大的提升，达到了智能、高效、省时、省力、安全的效果。在参与设备的设计和改造时，产品也得到了当地单位的一致好评。当然，在新环境中设计与安装矿井提升机系统设备时，因地制宜地应用不同的PLC及变频器和机械设备。本文只作为部分的参考，希望能给广大的读者带来一些帮助。
参考文献
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[4]王建,杨秀双,编著.西门子变频器入门与典型应用[M].北京：中国电力出版社,2012.
矿井提升机范文3
[关键词]PLC；全数字变频控制系统；四象限；保护
中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0110-01
1 改造前提
国内矿井提升机的控制系统大多采用TKD系列交流提升机电控系统，受当时设计时期科技水平的限制，其组成主要为继电器、接触器等，这些触点器件，存在安全性差、稳定性差、控制精度低等不足，随着当今科学技术的快速发展和生产实际的迫切需要，应用现代机电一体化技术改造TKD电控系统是大势所趋，新建煤矿下大力度今年全面改造矿井提升机控制系统为全数字变频控制系统，用全数字直流调速装置来代替模拟直流电源，实现了动力制动，运行效果良好。提升机全数字变频控制系统，采用PLC控制技术、网络技术、变频调速技术，采用可控的变频调速取代交流绕线异步电动机的转子串电阻调速。不仅实现了电机的软启动、软停车，连续平滑调速，而且降低了制动能耗，实现节约电能。适用于单绳、多绳交流提升机控制。
2 系统的主要组成和功能分析
提升机全数字变频控制系统基于数字化、自动化、网络化和信息化等先进技术，采用“交流同步电机+可控硅变流十全数字调节控制+多PLC网络控制+上位机诊断与监控+局域网信息互联”的控制模式，提升机全数字变频控制系统由PLC主控柜、操作台、变频柜、制动柜、以及编码器、井筒传感器等组成。
2.1 PLC主控柜
PLC控制系统采用S7-300系列PLC，包括主控PLC、监控PLC、操作台PLC、液压站控制PLC和装卸载控制PLC，它们彼此通过PROFIBUS和MPI网进行数据交换，选用进口可编程序控制器和进口继电器，完成提升机手动、半自动、检修、紧急控制开车及低速爬行等运行方式的控制及特殊工况（如运输爆破器材、长材）等。其控制与提升信号系统之间相互闭锁，实现对调速系统行程、速度等的控制。系统采用软件和硬件冗余的安全回路，构成两重安全保护，并具有PLC故障状态下的低速故障开车功能。
2.2 变频器柜
矿井提升机作为一个典型的位势力矩负载，要求其拖动电动机在其机械特性的四象限内频繁周期性的进行启动、制动和反向运行，反映其运行状态的速度图和力图是根据设计的提升能力和安全规程确定的，对其在运行过程中的加速度、减速度以及各运行阶段的行程和最后的停车位置都有精确的要求和严格的限制采用矢量控制，配制动单元，满足提升机四象限运行要求，满足提升工艺要求的过载能力和安全系数，满足各种工况下力图的要求。
2.3 操作台
装有一体化工控机、打印机、指示灯、仪表、选择开关、按钮、速度给定旋钮、闸力调整手柄、声响设备等，实现提升机运行监控和操作。对提升机运行过程的动、静态参数进行监测监控，对提升机系统发生的轻重故障进行诊断和保存，实现图表显示、声光报警、各类报表的生成、打印和历史记录。）操作台上配备人机界面装置，通过与PLC系统建立点对点通信，综合整个提升系统的运行参数和运行状态，进行信息管理。
2.4 制动电阻柜
将提升机制动过程中不能及时回馈电网的少数能量消耗掉，实现平滑速度调节和平稳制动。
3 系统特点
全数字控制系统与改造前相比运行更加可靠。集成的操作台操作更加舒适和方便。周密的连锁方案避免误操作，更加安全。安全回路由PLC内部和外部AC回路串联实现。增加自动换向功能和故障语音报警功能。同时保护功能更加完善，除常规保护外，还具有深度指示器断轴保护、减速点后备保护、井口2m/s限速保护、开车错向保护、二级制动解除保护、减速段超速保护。
技术参数特别精确，定位精度≤±1cm。手动操作时，可控制油压在0～最大压力连续可调，提升速度在0～额定速度范围内连续可调。检修运行时，最大速度为0.5m/s，能够实现0～0.5m/s速度的连续可调，或者以0.5m/s的恒定速度运行。在PLC、监测系统局部故障时，提升机能实现低速应急运行，运行速度
矿井提升机范文4
关键词：矿井提升机；电控系统；PLC技术
中图分类号：TD53 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）0014(C)-0191-01
引言：目前，我国正在服务的大多数矿井提升机电控系统，主要是转子回路串电阻的交流调速系统与C―M直流调速系统，V―M可逆调速系统目前已经广泛使用，在加速阶段和低速运行时，大部分能量（转差能量）以热能的形式消耗掉了，因此电控系统的运行效率较低。同时，这种调速方案为了在低同步状态下产生制动转矩，需采用直流能耗制动方案（即动力），或采用低频制动。但元论采用何种方式，总需要设置辅助电源和定子绕组的二次切换操作。虽然这种方案存在着调速性能差、运行效率低、运行状态的切换死区大及调速不平滑等缺点，这种基于PLC技术的电控系统在我国20世纪90年代已有不少的产品通过工业运行，都取得了较好的运行效果。这些采用PLC技术的新型电控系统，都已较成功地应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。
一、矿井提升机使用PLC电控后出现的问题
提升机的某些重要保护不能直接试验，提升机使用PLC电控后，电控中软件实现的某些保护，不能直接试验，不容易像在模拟控制系统中那样方便地调节和改变参数。因此，对过速、限速等保护直接无法试验。现场技术人员不能掌握PLC工控程序，使用单位的技术管理人员对矿井提升机PLC电控的了解还处于“”，仅对输入、输出比较熟悉，而对PLC电控的核心工控程序还处于起步阶段，其技术水平不足以对所用电控的可靠性及安全性做出判断，提升机的运转安全依赖电控厂家。现阶段，如何从制度和程序上避免人为失误，应是电控生产厂需要认真对待的问题；对提升机PLC电控的安全可靠性具有判断能力，则是煤矿企业必须慎重思考的课题。
二、升机对电控装置的要求
矿井提升机属往复运动的生产机械，对于单水平提升系统，在每次提升循环中，容器的上升或下降的运动距离是相同的；对于多水平提升系统．每次提升循环中，容器的运动距离不一定相同。但无论哪种情况，提升机在工作过程中都有固定的循环运动方式。亦即按照一定的速度图运转。根据提升机的运行方式和矿山企业的固有特点，对提升机电控系统的要求如下：
（一）能够四象限运行。只有这样，提升机才能根据负载变化及工作需要，按给定速度图自动地工作在正向或反向、电动或制动等工作状态。（二）要设置完善的故障监视、安全联锁、信号报警及闸控电路，确保系统安全运行。（三）具有良好的调速性能。亦即静差率小、速度平稳、调速范围大、调速方便等。（四）工作方式转换容易。要能够方便地进行自动、手动、验绳、调绳等工作方式的转换。（五）要设置准确可靠的速度给定装置，以实现加、减速时的平稳运行。
三、PLC电控系统的主要功能
PLC是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置，具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了广泛应用。由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行工作的连续长期性，使得PLC在设计、结构上具有许多其他控制器无法相比的特点。
（一）可靠性高和抗干扰能力强。PLC为了满足“专业在工业环境下应用”的要求，采取了如下硬件和软件措施：第一，内部采用电磁屏蔽，防止辐射干扰。第二，采用优良的开关电源，防止电源线引入的干扰。第三，具有良好的自诊断功能，可以对CPU等内部电路进行检测，一旦出错，立即报警。第四，对程序及有关数据用电池供电进行后备，一旦断电或运行停止，有关状态及信息不会丢失。第五，对采用的器件都进行了严格的筛选，排除因器件问题而造成的故障。第六，采用冗余技术进一步增强了可靠性。
（二）通用性强且使用方便。PLC产品现已系列化和模块化，其配备的各种各样齐全的I／O模块和配套部件，可供用户选择使用，可以很方便地组合成能满足不同控制要求的控制系统。用户不需要自己设计和制作硬件装置。
（三）程序设计简单且易学易懂。PLC主要的使用对象是广大的电气技术人员。PLC生产厂家考虑到这种实际情况，一般不采用微机所用的编程语言，而采用了与继电器控制原理图非常相似的梯形图语言，工程技术人员学习和使用这种编程语言十分方便。
（四）对生产工艺改变的适用性强。PLC实质是一种工业控制计算机，其控制操作的功能是通过软件编程来确定的。当生产工艺发生变化时，不必改变PLC的硬件设备，只需改变PLC的程序。
结语：将可编程序控制器引入矿井提升机的电控系统．已在国内许多矿山企业获得成功，实际应用时，考虑到提升机工作环境和工作性质的特殊性，应以稳定性和可靠性为主。具体做法为：选择器件时，要注意PLC的抗干扰性；设计线路时．应设置冗余结构，采取多重保护措施等，确保矿井提升机安全可靠运行。
作者单位：国投新集能源股份有限公司新集一矿
参考文献：
矿井提升机范文5
关键词：矿井提升机；盘式制动器；可靠性；故障监控
中图分类号：TD7 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0510155-01
0 引言
矿井提升设备在整个矿井生产中起到了提升运输的作用，它是连接地面与井下的一个桥梁。其中矿井提升机的主要任务是：①提升煤炭、矿石和矸石；②升降人员和设备；③下放材料和工具等。它能否安全工作，很大程度上要取决于设备保护设施制动装置的可靠性和完善性，而制动装置的核心部件就是制动器。目前被广泛采用的制动器类型为液压盘式制动器，它相对于传统的块式制动器而言，结构上更为紧密、制动力矩更方便调节、适合的矿机种类也更多，同时安全可靠性更高了。因此，提高矿井提升机的盘形制动器的可靠性和监测方法，使其达到减少维修量和延长使用寿命的目的，这对矿井的生产安全具有重要的现实意义。
1 制动器的可靠性理解
综合来讲，盘式制动器的可靠性的包含俩个因素：可维修因素和不可维修因素。可维修因素是指零件经过调整后可靠性仍可恢复到原有水平，如液压站零件产生故障；不可维修因素是指零件已经不能通过调整来达到原有水平，必须进行更换来实现，如制动弹簧失效后，可通过更换来解决问题。从实质上来说，制动器的工作可靠性是由固有可靠性和使用可靠性的组成的。其中固有可靠是指由制动器本身先天的性质决定的，例如起初制动器设计时的构造及制造时选用的材料等因素，它在产品出厂时就已经确定；使用可靠性则是指其在制造后由人为因素决定的性质，属于制动器的后天因素，例如工人对于机器的安装、维护及操作等因素。俩者在制动器的运行中是相互作用、相互制约的，从技术层面上来讲，制动器的工作可靠性可以看做是固有可靠性和使用可靠性的一个串联乘积，是一个一荣俱荣、一损俱损的关系，现场只有同时保证了固有可靠性和使用可靠性，整个机器的可靠性才能达到目标。可以通过以下这个公式来体制动器的可靠性：
即：Rw=R1*RA
式中Rw：制动器工作的可靠性；R1：制动器的固有可靠性；RA：制动器的使用可靠性。要确保制动系统经常处于安全可靠的运行状态，既要在设计计算时合理选择运行状态参数，保证R1，又要做好现场的维护保养和使用，确保RA。
2 制动器的故障模式和影响分析（FMEA）
所谓提升机制动器故障，就是指制动器未能达到设计规定的要求，因而完不成规定的制动任务或完成但效果不好。在提升机的实际运行中，盘式制动器不可避免地存在故障，凡是零件故障就都存在引发制动器的运行异常的可能性，而出现故障必然会产生后果，但是大多数故障产生的后果在可处理范围内，并不严重，只有其中一些故障会对制动器功能产生影响或造成损失。因此，仅仅对制动器故障的发生原因和方式分析还是不够的，还必须就故障的后续影响进行相关可靠性分析和评价，这就是所谓的故障模式和影响分析。实际运行中，规定时间内无法启动、预定时间内无法停车、制动能力降级或受阻三种故障属于最常见的运行故障，其中这里面制动能力降级或受阻引起的制动力矩不足的故障相比其他来说应该得到加倍地重视，因为此类故障对事故的引发更为直接，后果也更为严重，例如近些年来，现场由于盘式制动器未能刹住车而发生的事故屡见不鲜，这对矿井生产的安全造成了极大的威胁。
3 制动器工作可靠评定
在制动器中，除了液压站的动力部分是冷储备关系和多副盘形闸的制动力矩是表决状态关系即并联关系外，其他部分一般都为串联关系，由于功能关系的不统一增加了评价制动装置可靠性的难度。在实际工作中，制动器可靠性评定可以分为现场可靠性评定和理论可靠性评定。现场可靠性评定方法相对简单，是通过对现场运行提升机的寿命数据搜集和整理，对制动器的MTBF、^和寿命分布等参数进行全面性评定；理论可靠性评定则是依据计算方法对制动器关键单元的可靠性进行分析计算，相比现场可靠性评定方法而言比较抽象，但却起着指导性作用。
4 制动器维护可靠性评定
在平时对制动器的维护内容上，应与上述的制动器的三种故障模式保持一致，可分为：①闸瓦与闸盘的间隙调整维护；②闸盘的油污染控制维护；③液压站油压值整定及残压的限制维护。制动器的能否安全可靠的运行，就在于对闸瓦同步贴闸可靠性、闸盘污染可靠性和液压站残压可靠性三部分维护好与坏。所谓闸瓦同步贴闸可靠性，就是指制动器的所有制动闸与贴闸之间同步运行的能力好坏，如果贴闸同步能力效果不好，致使整个制动器对矿井提升机的制动力矩达不到设计时所设定的值，则固有可靠性就会小；而闸盘污染可靠性是指污染闸盘与闸瓦摩擦制动力矩不减值的能力；残压可靠性则是指液压站残压在保持小于残压规定允许的值的能力大小。维护可靠性就是指将这三项单元可靠性的进行串联组合，因此针对这三项的维护是相辅相成、缺一不可的，忽略其中的任何一项，或者任何一项工作不能达到维护效果，那么整个制动器的固有可靠性也不可能达到效果。
在收集的现场数据中，对闸盘发生污染的几率很小，特别是非人为因素引起的污染更少，这是由于不论在前期的结构设计还是在后期的维护中，这部分都作为重点来对待；而残压可靠性和液压系统的故障一般也是由非人为因素引起的，如电液阀调整不当、阀弹簧的抗疲劳能力降低等。因此，这里需要引起重视的就是上述维护内容的第一项，即闸瓦与闸盘的间隙调整维护。一般情况下，可以通过减小闸瓦间隙差别和油缸阻力差别来达到制动闸同步的目的，而同步能力大小可以通过调节贴闸上油压的离散大小来解决，离散的大小又决定同步贴闸的数目，油压越离散的程度越小，同步的贴闸越多，随之贴闸的可靠性也越高，反之亦然。
5 制动器的监测
如何让制动器在现场运行的安全没有故障，不仅要依靠合理的运行参数和做好现场的维护保养及使用，还需要依靠对其的进行实时监测，防止随时出现的故障。就国内现有的常规检测而言，检测力度和检测范围还远远不够，只能机器外部故障及损伤的作出简单的检测，而针对一些深于构造内部的损伤或因疲劳引起的零件效率降低甚至失效的问题，还不能很好的达到检测要求。因此，增强对制动器和液压传动装置工作的监测对整个矿井作业多的安全具有重要的意义。
国内常用监测方法有俩种：①PBM法：在极短的时间内，本方法就可以诊断出出例如蝶性弹簧断裂、闸瓦磨损、残压过高、油路不畅通和油缸受卡等故障，本方法是将该仪器与液压站油压制动阀的有效结合起来，使其具备监测制动力矩大小、监测闸瓦同步状态以、监测制动闸的空动时间以及闸瓦摩擦状态的功能。②补偿增压控制法：在现场运行中，为了避免盘形制动器制动力矩突然降低致使刹闸失灵的情况，采用盘形制动器来控制补偿增压，可以在极短时间内补偿制动力矩来达到及时刹车的目的，从而保证提升机工作可靠性。
6 结束语
盘式制动器以其具有制动力矩易调整、结构紧凑、通用性好、安全可靠性高等优点成为最为广泛地运用于煤矿提升机中的制动器类型。因此，了解、维护以及提高盘式制动器工作可靠性将有助于掌握设备的操作与运行规律，制定科学合理的维护制度，对矿井的安全生产提升有重要的实际意义。
参考文献：
[1]夏荣海、郝玉琛，矿井提升机械设备[M].徐州：中国矿业学院出版社，1997.
[2]中华人民共和国能源部，煤矿安全规程1992年版执行说明[Z].山西科学技术出版社，1998.
矿井提升机范文6
关键词：矿井提升机；电控系统；PLC技术
中图分类号：TD44 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）026(C)-0170-01
前言：矿井提升机是矿山生产的至关重要的大型设备，对矿井的生产及安全起着非常重要的作用。由于提升机的生产工艺要求比较高，所以它的电气传动及电气控制装置一直是各国电气传动界的一个重要研究领域。为确保矿井提升机的安全性和可靠性，自20世纪70年代开始，可编程序控制器（以下简称PLC）开始进入提升机的电控系统。现已获得广泛应用。
一、提升机对电控装置的要求
矿井提升机属往复运动的生产机械，对于单水平提升系统，在每次提升循环中，容器的上升或下降的运动距离是相同的；对于多水平提升系统。每次提升循环中，容器的运动距离不一定相同。但无论哪种情况，提升机在工作过程中都有固定的循环运动方式。根据提升机的运行方式和矿山企业的固有特点，对提升机电控系统的要求如下：（一）能够四象限运行。只有这样，提升机才能根据负载变化及工作需要，按给定速度图自动地工作在正向或反向、电动或制动等工作状态。（二）加、减速度的大小符合有关规程的规定。一般说来，升降人员时，加速度a≤O.75m／s2；升降物料时，加速度n≤1.2m／s2。（三）具有良好的调速性能。亦即静差率小、速度平稳、调速范围大、调速方便等。（四）工作方式转换容易。要能够方便地进行自动、手动、验绳、调绳等工作方式的转换。（五）要设置准确可靠的速度给定装置，以实现加、减速时的平稳运行。（六）要设置完善的故障监视、安全联锁、信号报警及闸控电路，确保系统安全运行。
二、老式矿井提升机电控系统存在的主要问题
（一）不适应现代化矿井的管理要求。有些矿井虽然采用了PLC控制系统，但老式的PLC矿井提升机电控系统没有通信功能，不能把工作状况详细地、实时地传送给调度室或其它生产管理部门，造成管理混乱，影响了生产效率。（二）智能性差。老式电控系统无法指示故障的确切位置所在，排查故障非常困难，往往需要大量的维修工采取排查方式进行，维修时间长，效率低下。（三）存在不安全隐患。老式提升机电控系统大都采用模拟控制系统，其控制逻辑复杂，响应周期长，实时性差，不能适应需快速响应的控制系统。继电器触点在提升机频繁的启、停动作中，很容易老化，需要定期更换继电器。
三、PLC系统的功能及特点
（一）具有自动控制功能，能按事先输入的控制程序实现自动逻辑顺序控制，可靠性高，抗干扰能力较强，动作快速性好。（二）PLC系统具有编辑灵活的特点。修改程序方便，便于系统变更、控制功能的增加与减少。（三）PLC系统除完成以往继电器系统具有的功能外，还增加了一些特殊软件功能，如通过光电编码器来判断提升容器所处位置，确定软件减速点、停车等。（四）PLC系统具有编辑简单，使用方便，便于现场维护管理等特点。
四、PLC在提升机电控系统中的应用
矿井提升机的电控系统，包括工艺控制、行程控制、监视系统、安全回路、制动系统和信号系统等，都可以引入PLC进行控制。
（一）工艺控制。由于PLC编程方便、灵活和功能完善，将其用于工艺流程控制时，并非仅将原继电器控制系统中的开关量简单地用PLC的逻辑关系替代，而是采用多重联锁和可靠的检验，构成功能完善的监视与控制系统，吼保证提升工艺流程控制与联锁的高可靠性，且便于操作和进行故障诊断处理。（二）行程控制。提升机的行程控制，实质上是位置控制，保证提升容器在预定地点准确停车。为了减少钢丝绳及设备的动态冲击和减少对电网有功功率的冲击，并考虑到副井提升时人的感受，一般采取加速度控制，工艺允许时，最好实现无爬行控制，以减少提升时间，提高生产教率。（三）监视系统。提升过程的监视，最重要的是提升行程终端的监视，即减速段超速和过卷监视，以及等速段超速监视，实现方式多为PIC构成的电子式装置加井筒开关。（四）安全回路。在矿井提升机中，安全回路是最为重要的。一般说来，提升机的故障处理方式有三种：1、故障信号预报。如油压异常、主电动机轴承过热等；2、事故停车，即完成本次提升后闭锁，如开车过程中安全门打开、调零电机故障等；3、紧急停车，即立即进行电气和机械制动，停车后系统闭锁，如两终端超速、运行错向等。安全回路应具有完善的故障监视功能，使无论是提升机还是安全回路本身出现故障时，都能确保实施安全制动。（五）制动系统。制动系统除要保证可靠地实现工作制动和安全制动外，还要完成对制动用液压站的控制及对制动系统中其它环节的监视。由于其技术要求与安全回路相似，故一般由两台高可靠性的PLC构成，当其中任一台发生故障时仍可保证制动阀可靠动作，且每台PLC的输出模块部由另一台PLC的输入模块进行监视。（六）信号系统。矿井提升机的信号系统大体上可分为信号输入、信号输出及保护系统三部分。将去向信号、开车命令及提升类别信号送入PLC的输入端，经处理输出各种指令或保护信号。
结语：由实际工业运行情况看，矿井提升机电控系统采用了PLC技术，不但可以加强系统的控制功能，加强系统对故障的判别和处理能力，而且也能大大的提高了系统的可靠性和安全性。相对于以前的矿井提升系统，不仅提高了企业的生产效率，还增加了企业经济效益。
作者单位：国投新集二矿固定队
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