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礦井提升機(jī)直流控制系統(tǒng)的研究

2021-05-19 09:16:00王踐偉
機(jī)械管理開(kāi)發(fā) 2021年3期
關(guān)鍵詞:阻容箕斗提升機(jī)

王踐偉

(山西汾西瑞泰正中煤業(yè)有限公司, 山西 晉中 031300)

1 項(xiàng)目背景

現(xiàn)有的煤礦提升機(jī)超速報(bào)警的方式一般為:利用測(cè)速機(jī)對(duì)滾筒的實(shí)際速度進(jìn)行測(cè)量,與設(shè)定速度進(jìn)行比較,一旦實(shí)際速度超出額度速度的15%就進(jìn)行故障停機(jī),停機(jī)后處理起來(lái)非常慢,短則半小時(shí),長(zhǎng)至1~2 h,嚴(yán)重影響煤礦生產(chǎn)效率。煤礦提升機(jī)在提升煤炭時(shí),由于煤質(zhì)問(wèn)題,箕斗內(nèi)經(jīng)常有殘留,當(dāng)殘留較多時(shí),再次裝載必然會(huì)引起超載,導(dǎo)致提車機(jī)無(wú)法提升箕斗,有時(shí)甚至提升到中間才發(fā)生無(wú)法提升的問(wèn)題,處理起來(lái)非常困難,對(duì)煤礦生產(chǎn)和安全產(chǎn)生極大影響。

2 礦井提升機(jī)直流控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 整體結(jié)構(gòu)分析

針對(duì)現(xiàn)有的煤礦提升機(jī)超速報(bào)警處理不當(dāng),無(wú)超載報(bào)警的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種新的煤礦用提升機(jī)直流控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)原理如圖1 所示[1-2],提升機(jī)提升作業(yè)原理如圖2 所示[3-4]。

圖1 控制系統(tǒng)原理示意圖

2.2 控制系統(tǒng)實(shí)施分析

煤礦用提升機(jī)控制系統(tǒng),提升機(jī)包括電機(jī)、滾筒、第一箕斗和第二箕斗,控制系統(tǒng)包括測(cè)速機(jī)、PLC 控制器和直流調(diào)速裝置,測(cè)速機(jī)安裝在滾筒上,對(duì)滾筒的速度進(jìn)行測(cè)試,直流調(diào)速裝置的型號(hào)為6AR80,直流調(diào)速裝置輸出直流電供給電機(jī),電機(jī)帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn),滾筒提升第一箕斗和第二箕斗。

圖2 提升機(jī)提升作業(yè)原理示意圖

測(cè)速機(jī)連接有阻容吸收電路,阻容吸收電路分別與PLC 控制器和直流調(diào)速裝置電連接,直流調(diào)速裝置與PLC 控制器電連接,PLC 控制器連接有超速報(bào)警器和殘留報(bào)警器;直流調(diào)速裝置內(nèi)設(shè)置有電流檢測(cè)器。阻容吸收電路包括三路并聯(lián)的阻容路,阻容路包括相互串聯(lián)的電容和電阻。阻容吸收電路作用是吸收浪涌和尖峰,以減小對(duì)控制系統(tǒng)的沖擊和負(fù)荷。阻容吸收電路使得測(cè)速機(jī)送至PLC 控制器和直流調(diào)速裝置的電壓信號(hào)更加穩(wěn)定和準(zhǔn)確[5-6]。

2.3 煤礦用提升機(jī)超速報(bào)警方法的實(shí)施

現(xiàn)有提升機(jī)滾筒的額定速度為8.8 m/s,據(jù)此提出設(shè)定速度為9.3 m/s,采用以上所述的煤礦用提升機(jī)控制系統(tǒng),超速報(bào)警方法包括以下步驟:

步驟1:在PLC 控制器內(nèi)設(shè)置滾筒的設(shè)定速度為9.3 m/s,測(cè)速機(jī)測(cè)得的滾筒的實(shí)際速度為Y。

步驟2:實(shí)際速度Y 送至PLC 控制器內(nèi),與設(shè)定速度9.3 m/s 進(jìn)行比較。

步驟3:當(dāng)檢測(cè)的實(shí)際速度Y 大于設(shè)定速度9.3 m/s 的次數(shù)超過(guò)5 次,則在提升機(jī)完成工作停下后,PLC 控制器控制超速報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警,提醒現(xiàn)場(chǎng)人員提升機(jī)存在超速隱患,需要及時(shí)處理。

該超速報(bào)警方法不直接對(duì)提升機(jī)進(jìn)行停機(jī),不需要面臨停機(jī)后長(zhǎng)時(shí)間處理的情況。

2.4 煤礦用提升機(jī)殘留檢測(cè)方法

煤礦用提升機(jī)殘留檢測(cè)方法,采用以上所述的煤礦用提升機(jī)控制系統(tǒng),殘留檢測(cè)方法包括以下步驟:

步驟1:第一箕斗裝額定8 t 的煤,第二箕斗無(wú)煤,滾筒提升第一箕斗,下放第二箕斗,此為一鉤;當(dāng)滾筒勻速運(yùn)行時(shí),電流檢測(cè)器檢測(cè)到的電流值為M,M 為 1 000~1 100 A,電流值送至 PLC 控制器,此時(shí)M 為第二箕斗無(wú)殘留時(shí)的電流值。

步驟2:下一鉤提升第二箕斗,下放第一箕斗,當(dāng)?shù)谝换穬?nèi)有殘留煤,滾筒勻速運(yùn)行時(shí),電流檢測(cè)器檢測(cè)到的電流值會(huì)變小。

步驟3:重復(fù)進(jìn)行煤的提升,當(dāng)滾筒勻速運(yùn)行時(shí),PLC 控制器內(nèi)判斷電流檢測(cè)器檢測(cè)到的電流值相比M 減少200~300 A,則PLC 控制器控制殘留報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警,證明第一箕斗和第二箕斗內(nèi)殘留量過(guò)多,有超載風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 特點(diǎn)分析

1)測(cè)速機(jī)輸出的電壓先經(jīng)過(guò)阻容吸收電路,阻容吸收電路作用是吸收浪涌和尖峰,以減小對(duì)控制系統(tǒng)的沖擊和負(fù)荷。

2)提出了新的超速報(bào)警方法,當(dāng)檢測(cè)的實(shí)際速度大于設(shè)定速度的次數(shù)超過(guò)5 次,則在提升機(jī)完成工作停下后進(jìn)行報(bào)警,不會(huì)造成直接停機(jī)的情況,不僅保障了提升機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行,也能實(shí)現(xiàn)超前報(bào)警,及早發(fā)現(xiàn)提升機(jī)的問(wèn)題。

3)提出了殘留檢測(cè)方法,通過(guò)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行時(shí)電流的變化,判斷箕斗內(nèi)是否有殘留,預(yù)防超載提升,避免了超載提升帶來(lái)的嚴(yán)重影響,極大地保障了煤炭生產(chǎn)的安全穩(wěn)定。

3 實(shí)踐應(yīng)用及效果分析

礦井提升機(jī)直流控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,在山西汾西瑞泰正中煤業(yè)井下KMD-3.5×4(III)E 型提升機(jī)上進(jìn)行了安裝調(diào)試,并投入到實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中。經(jīng)直流控制系統(tǒng)改造后的KMD-3.5×4(III)E 型提升機(jī)從2019 年5 月運(yùn)行至今,提升機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定,直流控制系統(tǒng)控制可靠,新的報(bào)警預(yù)警辦法和殘留檢測(cè)方法準(zhǔn)確可靠,為保障該提升機(jī)的安全運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。該礦井提升機(jī)直流控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用后,提升機(jī)無(wú)一起安全事故發(fā)生,工作效率極高,有效保障了煤礦的運(yùn)輸,為企業(yè)創(chuàng)造了較好的安全經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)了煤礦用提升機(jī)直流控制系統(tǒng)、超速報(bào)警方法及殘留檢測(cè)方法,該直流控制系統(tǒng)包括測(cè)速機(jī)、PLC 控制器和直流調(diào)速裝置,測(cè)速機(jī)連接有阻容吸收電路,阻容吸收電路分別與PLC 控制器和直流調(diào)速裝置電連接,直流調(diào)速裝置與PLC 控制器電連接,PLC 控制器連接有超速報(bào)警器和殘留報(bào)警器。阻容吸收電路作用是吸收浪涌和尖峰,以減小對(duì)控制系統(tǒng)的沖擊和負(fù)荷。提出了新的超速報(bào)警方法,當(dāng)檢測(cè)的實(shí)際速度大于設(shè)定速度的次數(shù)超過(guò)5 次,則在提升機(jī)完成工作停下后進(jìn)行報(bào)警。提出了殘留檢測(cè)方法,通過(guò)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行時(shí)電流的變化,判斷箕斗內(nèi)是否有殘留,預(yù)防超載提升,極大地保障了煤炭生產(chǎn)的安全穩(wěn)定。該煤礦用提升機(jī)直流控制系統(tǒng)在山西汾西瑞泰正中煤業(yè)井下KMD-3.5×4(III)E 型提升機(jī)上進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用,效果理想。

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