单滚筒提升机PLC自动化改造摘要:用JTDK—PC型PLC电控改造TKD—A老式电控,实现斜井单滚筒提升机自动化控制。关键词:单滚筒提升机; PLC;自动化;改造1 前言井亭煤矿斜井提升机担负着提升物料、升降人员的任务,目前使用的TKD—A型电控系统,要实现速度闭环,电气制动闭环运行非常困难,加之部分安全保护设施难以达到《煤矿安全规程》要求,所以斜井单滚筒纯提人绞车为了加速和减速过程运行较平稳,多采用手动操作主令控制器可调闸,绞车开环运行。2 运行特征2·1 下放运行无论是空载、半载、额定载荷,均为纯负力运行。(1)加速过程 由于电流值较小,电流继电器不动作,为纯时间控制,按整定值逐级切除电动机转子回路串入的电阻。若不用人工施闸,易造成启动加速过大,甚至电阻没切完,电动机已达到额定速度,会出现“飞车”现象。(2)等速过程 容器运行最大速度超过额定速度4%左右。(3)减速过程 容器运行至减速点,由于“死区”原因极易造成安全制动,所以只能靠人工操作,提前减速,使制动闸投入电气制动,来控制运行速度。这样运行不平稳,随意性大,可靠性较差。2·2 上提运行上提运行为正力运行。(1)加速过程 按整定电流值和时间控制来完成加速过程。(2)等速过程 容器运行速度低于下放时运行速度4%左右。(3)减速过程 容器运行至减速点后,靠人工操作二次给电提升,将容器提至停车位置。3 问题提出(1)上提和下放运行2种状态完全不一样,使用TKD—A型电控系统无法实现自动控制,转换、加速和减速过程只靠人工操作参与控制,加之各司机操作不同,使容器运行速度不平稳。(2)等速段运行由于上提和下放时的速度相差4%左右,超速15%的保护在上提下放时不能同时满足《煤矿安全规程》要求。(3)下放运行时,限速10%保护经常动作,无法正常提升,只能靠司机操作可调闸和电气制动投入,容器运行很不平稳,经常出现晃动,严重时人行车会出现掉闸现象。(4)减速点固定后,由于提升载荷不同,上提时必须二次给电,将容器提升至井口停车位置,若提升载荷较小,停车前速度不大于2 m/s的限速点保护极易超速动作,影响绞车正常运行。(5)电流继电器、时间继电器和消弧继电器的整定值经常发生变化,加之人为参与控制的影响,使运行速度图不平滑,与设计相差较大,一次提升时间不稳定,也较长,很不经济。因斜井单滚筒提人绞车运行特殊性和存在问题,使用TKD—A型电控实现可靠连续的自动化提升非常困难,也是不可靠的。4 自动化运行特性为了实现斜井单滚筒提人自动化,将目前使用的电控系统更换成JTDK—PC型电控系统,就解决了上述运行特性中存在的问题。井亭煤矿提升机主要运行参数如下:井筒提升斜长/m 425提升容器CRX—10型斜井人车最大提升速度/m·s-12·60减速行程/m 36继电器1SJ、2SJ、3SJ、4SJ、5SJ对应延时时间/s:0·6、0·8、1、0·6、0·34·1 下放运行(1)加速过程 此过程为恒负力下放,控制方式为纯时间控制。各延时继电器按设定时间动作来切除电机转子回路电阻。为防止加速过快,在工作闸回路中串入电阻,使KT线圈的电流略低于80 mA的贴闸皮电流值,来保证提升机较平稳地加速运行至36 m。加速段结束后,让线圈的电流自动上升为120mA(全松闸电流值)。(2)等速过程 提升机运行至等速段后,1JC~5JC全部吸合,容器全速运行。因斜井单滚筒运行方式比较特殊,故下放运行的最大速度比上提运行稍高一些,上提运行时最大速度为2·6 m/s,下放运行时最大速度为2·68 m/s。(3)减速过程 提升机运行至减速点后,电机主回路断电,经消弧继电器延时0·5 s后,动力制动才可能投入。从电机主回路断电到动力制动投入这段时间里,提升机处于失控状态,此时易出现超速,导致安全回路断电,引起提升机紧急制动。为了避免这种现象发生,可在容器等速运行距减速点1 m时,让KT线圈电流降至贴闸皮电流值,过减速点后,延时0·75 s投入电气制动再运行2 m,施以制动电流Iz,Ie为电机额定值(1)Iz= 1.1Ie,运行行程为8 m;(2)Iz=0.8Ie,运行6 m;Iz=0.5Ie,运行3 m后动力制动退出。再把KT线圈电流降至贴闸皮电流值,控制绞车平稳运行至停车位置。4·2 上提运行(1)加速等速过程 此时为正力提升,控制
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