[發明專利]礦井提升機S7-300電控保護綜合試驗技術

有效

• 申請號: 201210549088.3
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103010888A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張國慶
• 申請（專利權）人: 張國慶
• 主分類號: B66B5/02
• 分類號: B66B5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

《礦井提升機S7-300電控保護綜合試驗技術》屬于能源與環境科學中安全生產的新理論、新方法研究范圍，也屬于工業(能源)中煤礦井下作業人員管理技術和安全生產技術。

背景技術

1、基本概念

(1)基本概念

A、礦井提升機

礦井提升機主要由電動機、減速器、卷筒(或摩擦輪)、制動系統、電控系統等組成，是集成了機械、液壓、電氣技術于一體的大型固定設備。由交流或直流電動機帶動卷筒，通過卷筒上的鋼絲繩帶動容器在井筒中升降人員和設備、提升煤炭、矸石和下放材料。其運轉的安全性，不僅影響礦井的生產，而且還直接涉及礦井作業人員的生命安全。礦井提升機電氣控制系統的優劣在很大程度上決定著提升機運行的安全性。

B、PLC

PLC是可編程序控制器的英文簡稱(Programmable?Logic?Controller，PLC)。它采用可編程的存儲器，用于內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數等面向用戶的指令，通過數字或模擬輸入/輸出控制機械或生產過程。其工作過程一般分為輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段，完成三個階段稱作一個掃描周期。在設備運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。S7-300是德國西門子公司生產的PLC。PLC具有以下特點：

a)使用方便，編程簡單。

b)有很強的功能，可以實現非常復雜的控制功能。它與相同功能的繼電器-接觸器系統相比，具有很高的性能價格比。

c)硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。

d)可靠性高，抗干擾能力強。

e)系統的設計、安裝、調試工作量少。

f)維修工作量小，維修方便。PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執行機構發生故障時，可以根據PLC上的發光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。

C、礦井提升機電氣控制系統

礦井提升機的電氣控制系統分為交流和直流兩大類。交流電控系統，一般利用外接電阻調速，如與JK型提升機配套的TKD型電控系統及轉子串電阻全數字交流提升機電控系統。直流電控系統有可控硅-電動機電控系統及全數字直流電控系統。近年來，交流變頻調速電控系統應用廣泛，是礦井提升機電氣控制系統的發展方向。

D、礦井提升機必須具備的電氣保護

防止過卷裝置：當提升容器超過正常終端停止位置(或出車平臺)0.5m時，必須能自動斷電，并能使保險閘發生制動作用。

防止過速裝置：當提升速度超過最大速度15％時，必須能自動斷電，并能使保險閘發生作用。

過負荷和欠電壓保護裝置。

限速裝置：提升速度超過3m/s的提升絞車必須裝設限速裝置，以保證提升容器(或平衡錘)到達終端位置時的速度不超過2m/s。如果限速裝置為凸輪板，其在1個提升行程內的旋轉角度應不小于270°。

深度指示器失效保護裝置：當指示器失效時，能自動斷電并使保險閘發生作用。

閘間隙保護裝置：當閘間隙超過規定值時，能自動報警或自動斷電。

松繩保護裝置：纏繞式提升絞車必須設置松繩保護裝置并接入安全回路和報警回路，在鋼絲繩松弛時能自動斷電并報警。箕斗提升時，松繩保護裝置動作后，嚴禁受煤倉放煤。

滿倉保護裝置：箕斗提升的井口煤倉倉滿時能報警和自動斷電。

減速功能保護裝置：當提升容器(或平衡錘)到達設計減速位置時，能示警并開始減速。

防止過卷裝置、防止過速裝置、限速裝置和減速功能保護裝置應設置為相互獨立的雙線型式。

(2)保護試驗的項目及方法

以上九項保護中，可以直接試驗的有硬件防止過卷保護、過負荷和欠電壓保護、閘間隙保護、松繩保護、滿倉保護、深度指示器失效保護，試驗方法與繼電器-接觸器電控系統相同。而軟件防止過卷保護、防止過速保護、限速保護、軟件減速功能保護需要了解PLC電控中保護設置的原理進行試驗。

2、礦井提升機電控保護試驗的現有技術

現階段，在礦井提升機的日常管理中，煤炭生產礦井只試驗硬件過卷、松繩、閘間隙等硬件保護，軟件過卷、過速、限速等提升機重要軟件保護均不進行試驗。不符合《煤礦安全規程》第三百九十一條“提升裝置的各部分……電動機和控制設備以及各種保護和閉鎖裝置等，每天必須由專職人員檢查1次……”的規定，存在管理盲區。