王海港

（山西霍爾辛赫煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)子 046600）

引言

煤礦提升機(jī)是煤礦開采中重要的電力設(shè)備，是人員、物料、設(shè)備在地面與礦底的綜合運(yùn)輸設(shè)備，其運(yùn)行效率與性能直接關(guān)系到了煤礦的開采效益與開采安全。我國(guó)的煤礦提升機(jī)發(fā)展較為落后，主要是在發(fā)展初期從國(guó)外引進(jìn)的，已經(jīng)落后于世界先進(jìn)水平。隨著電氣技術(shù)的發(fā)展，對(duì)煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造成為提升煤礦生產(chǎn)效率與生產(chǎn)安全的重要途徑。

1 煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展

早些時(shí)期，我國(guó)煤礦的主要提升機(jī)的電氣控制系統(tǒng)都是源于模擬電子技術(shù)，是早期從蘇聯(lián)等國(guó)家引進(jìn)的，主要是將模擬技術(shù)與直流調(diào)速技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)絞車操作的自動(dòng)化控制?，F(xiàn)階段，我國(guó)從德國(guó)和瑞典引進(jìn)了提升機(jī)先進(jìn)技術(shù)并對(duì)其進(jìn)行完善，實(shí)現(xiàn)了以微處理器對(duì)拖動(dòng)電機(jī)進(jìn)行數(shù)控，以及以可控硅變流技術(shù)和利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦底的監(jiān)控。尤其是隨著我國(guó)電子技術(shù)的發(fā)展，將煤礦提升機(jī)與交流同步進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了交流同步機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)功能，提高了數(shù)字控制能力，即PLC 技術(shù)。PLC 技術(shù)是利用數(shù)字編程的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的自動(dòng)化控制，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性高，具備一定的故障診斷能力，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)，可提高采礦的安全性。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，智能化將是煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)發(fā)展的主要方向之一。

2 提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)存在的問題

1）煤礦提升機(jī)在運(yùn)行過程中，其開關(guān)設(shè)備由于暴露在外，易受到外力的撞擊而遭到損壞，從而引發(fā)事故，造成安全風(fēng)險(xiǎn)；

2）煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)中的電子轉(zhuǎn)子回路通過交流接觸器切換串聯(lián)電阻進(jìn)行調(diào)速，切換方向依靠的是高壓側(cè)接觸器，由于煤礦提升機(jī)的運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，需要切換的頻率高且快，容易造成因接觸器的觸頭被燒壞而使線圈彈簧老化，引發(fā)提升機(jī)故障；

3）煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)的控制屏布線較為復(fù)雜，不僅其控制板的元件復(fù)雜且接觸點(diǎn)很多，任何一個(gè)元件出現(xiàn)故障都會(huì)影響對(duì)提升機(jī)的正常控制，而且對(duì)控制板的故障查找較為困難，難以及時(shí)排除影響；

4）煤礦提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)組成較為復(fù)雜，保護(hù)電路所含的電氣元件以及電氣節(jié)點(diǎn)較多，一旦出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致煤礦提升機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，很容易造成較大的事故。

3 煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)改造方法

3.1 運(yùn)用PLC 技術(shù)改造電氣控制系統(tǒng)

PLC 技術(shù)是現(xiàn)階段煤礦提升機(jī)技術(shù)改造的核心內(nèi)容，即通過可編程邏輯控制器對(duì)煤礦提升機(jī)的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高其自動(dòng)控制能力。PLC 技術(shù)對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)性高，具備一定的故障診斷能力，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)，是嵌入式計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的一種[1-2]。根據(jù)其應(yīng)用的不同，把PLC技術(shù)分為組合式PLC 和固定式PLC，相對(duì)而言，組合式PLC 的靈活性更強(qiáng)，且具備較好的拓展性，因此適應(yīng)范圍更廣。對(duì)煤礦提升機(jī)進(jìn)行PLC 技術(shù)改造，首先要論證現(xiàn)有的煤礦提升機(jī)的特點(diǎn)，并由專業(yè)的技術(shù)人員根據(jù)煤礦提升機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)煤礦提升機(jī)的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC 改造，最主要的是提高其保護(hù)系統(tǒng)的能力，保證煤礦提升機(jī)的安全性能。通過PLC 改造的煤礦提升機(jī)可以有效降低人工參與的程度，減小因人工操作失誤帶來的影響。通過PLC 技術(shù)提升電氣控制系統(tǒng)，可以對(duì)煤礦提升機(jī)在運(yùn)行過程中的各種信號(hào)進(jìn)行分析與處理，依靠邏輯程序進(jìn)行判斷與控制，不僅控制效率可得到有效提高，且安全性得到進(jìn)一步增強(qiáng)。

3.2 運(yùn)用低頻全數(shù)字控制技術(shù)優(yōu)化制動(dòng)系統(tǒng)

以低頻全數(shù)字控制電源柜對(duì)傳統(tǒng)的制動(dòng)電源柜進(jìn)行改造，可以有效減少人工操作，且在制動(dòng)過程中更為平穩(wěn)，從而有效減輕制動(dòng)系統(tǒng)間的磨損，使變頻器的調(diào)速控制電路變得更為簡(jiǎn)單。全數(shù)字低頻電源柜具備多重保護(hù)的特性，與PLC 技術(shù)相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦提升機(jī)的精準(zhǔn)控制，有效降低制動(dòng)系統(tǒng)的故障發(fā)生率，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦提升機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，延長(zhǎng)制動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命，提升煤礦提升機(jī)的安全性能。

3.3 運(yùn)用貯備技術(shù)提高電氣控制系統(tǒng)的控制和保護(hù)性能

針對(duì)運(yùn)行時(shí)間較久、技術(shù)較為傳統(tǒng)的煤礦提升機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，首先要運(yùn)用貯備技術(shù)對(duì)其進(jìn)行技術(shù)可行性論證，這是由于傳統(tǒng)的煤礦提升機(jī)存在較大的技術(shù)局限性，其控制性能與保護(hù)性能均不滿足改造的需求，難以在出現(xiàn)故障時(shí)起到較高的保護(hù)作用。因此，針對(duì)此類煤礦機(jī)進(jìn)行改造時(shí)需要增加額外的貯備單元，以提高其控制性能和保護(hù)性能，降低其改造后的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 運(yùn)用智能技術(shù)提升自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率

智能技術(shù)的概念出現(xiàn)得非常早，但是發(fā)展較為緩慢，近年來隨著芯片技術(shù)的進(jìn)步以及計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能技術(shù)取得了明顯的進(jìn)展，已經(jīng)逐漸被運(yùn)用在我們的生產(chǎn)生活中。比如語言識(shí)別技術(shù)、人臉識(shí)別技術(shù)以及智能家電等都是智能技術(shù)應(yīng)用的一部分。在煤礦提升機(jī)改造中運(yùn)用智能技術(shù)實(shí)時(shí)采集提升機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的自我排查，提升系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性和效率，實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化生產(chǎn)，最終實(shí)現(xiàn)提升生產(chǎn)效率、降低人力成本投入、促進(jìn)煤礦生產(chǎn)發(fā)展，是未來主要的發(fā)展趨勢(shì)之一。

4 結(jié)語

先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)具有組態(tài)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、配置靈活優(yōu)點(diǎn)，對(duì)煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)改造，可有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約資源、提高生產(chǎn)效率。目前，自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展雖然已經(jīng)較為成熟，應(yīng)用也十分廣泛，但是隨著芯片技術(shù)、人工智能技術(shù)的進(jìn)步，未來自動(dòng)控制技術(shù)還將得到更大的發(fā)展[3]，煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制也將越來越智能化，控制水平也將越來越高。