课程设计论文 潘一矿西风井通风系统设计.doc
王利勇 王国庆
中图分类号：G829 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0018-01
一、现状及改造范围
潘一煤矿主井井筒净直径为7.5m，装备2套16t多绳双箕斗，“田”字形布置，钢丝绳罐道导向。井口标高+22.5，井底标高-622.6m，井筒深度645.1m，提升高度624m。
井塔大厅布置2台德国生产的GHH4×4型多绳轮塔式提升机，配套AEG公司直流电动机（2100kW、900V），电控为直流传动系统。
因提升设备运行近30年，老化严重，选用JKM-4×4（Ⅲ）型塔式提升机替代GHH提升机，配套悬臂直联低速同步电机替代现有AEG直流电机。提升电控改为交-直-交变频、直接转矩控制系统。
本次改造内容包括交-直-交变频传动装置（含水冷装置），主控PLC系统，行程从控PLC系统，MMI系统，继电柜，司机操作台，DTC变压器，励磁变压器，增量编码器，绝对值+增量型编码器，提升信号及自动装卸载系统，高压系统及直流电源装置。原有动力变压器及低压系统保留。电控系统成套厂家组织液压制动系统与电控系统的相配合的系统调试。
二、提升机电控装置
1、主控系统
1.1主控系统包括过程控制、行程监控、安全回路等。
1.2应具有位置控制功能。以箕斗在井口位置为基准。
1.3安全回路应采用计算机和继电器电路两种并行控制和保护，能对各种故障进行分类处理。
1.4主控系统采用多PLC冗余控制模式，各PLC可相互监视，信息传输以总线通讯方式为主。
2、监视系统
监视系统应能对各类电源、变频器、调速系统和其他辅助系统的状态进行监视，可对各类传感器进行监视或相互监视。对各种故障信号应有优先级处理或中断功能，并能进行首发故障的判别和指示。监控系统还应采集高压进线柜和整流变压器柜的多功能仪表双向电能累积量。
3、人机接口
配置的计算机站应具有人——机对话功能和中文显示、打印功能。应配置23寸纯平液晶显示器、宽带激光打印机、专用触摸键盘等，可清晰、直观地显示提升系统及辅助设备工作状态、开车准备情况，电气参数，控制系统状况，报警和故障状况及其相关处理方法（重要的工作和故障状态还须有对应的光字牌显示）。可存贮主要参数的历史数据半年以上，并显示其趋势画面。
4、司机台
應有提升系统各主要环节的表计和光字牌显示及提升信号所需的各种灯光、音响信号。提升速度给定和工作闸给定均应采用手把，左为工作闸给定，右为速度给定。控制手把采用进口产品，要求线性好。
应有上提、下放深度数字式指示及模拟箕斗位置指示。
应有提升系统所需各种选择开关及按钮。
5、整流变压器、励磁变压器
采用双线圈环氧树脂浇注干式变压器；预埋测温元件以检测线圈及铁芯温度，空气自冷。二次保护装置应具有联网通讯功能。
6、交-直-交系统传动装置（包括内、外水冷单元）
变频器应具有与电动机在各种运行工况条件相配套的过载能力。冷却方式为水冷，配独立风道。（水冷装置采用国际知名品牌）投标厂家应注明变频器效率、功率因数、谐波等参数。
7、轴角编码器
包括增量编码器、绝对值+增量编码器，应选用进口原装产品。
8、电缆
包括变频器控制电缆、具有特种规格和特殊连接方式的专用控制电缆和通信电缆，具体型号和长度在设计联络会上确定。
9、电源装置
原高压柜（包括四号车）、直流屏全部拆除，更换新设备。高压系统见附图。直流屏容量为30Ah。保留原低压开关柜以及动力变压器。但与电控系统相关的配电内容需由提升电控厂家考虑。提升电控系统所需的直流电源，应有后备储电元件，当外部电源停电时，应自动切换到备用电源，以确保提升系统必须的操作和关键数据的记忆；并应设有绝缘监视装置。储电元件应选用高质量产品。
三、提升信号及装卸载系统
1、总体要求
系统设有五个信号点，分别为司机室、装载站、卸载站、首绳验绳点（井口）以及尾绳验绳点（井底）。
司机室、装载站及卸载站之间设有直通电话。
系统应采用国外知名品牌可编程控制器，分别安装在井口卸载站及井下装载站控制箱中，所选用的可编程控制器应能与提升机主控PLC进行通讯。井上到井下通信网络采用铠装光缆连接。
卸载站设有工控机，其工控画面应反映出装、卸载的工艺流程、状态及故障信息。
井筒和井下设备应选用矿用隔爆型，优先选用本质安全型，并能防止垂直淋水浸入。
2、装/卸载控制系统功能：
2.1控制方式
装/卸载控制方式为自动、手动及检修。
自动控制方式：系统根据各工艺状况自动完成装、卸整套工艺流程。自动控制中应有单边自动装卸载功能，在一边箕斗不能正常装卸载时，控制系统屏蔽此边装卸载控制信号，另一边仍能自动运行。
手动控制方式：通过手动实现装卸载，但各设备的闭锁仍由PLC完成。
检修控制方式：各设备之间无任何闭锁在控制中。
2.2装载系统状况：
2.2.1装载站设备控制：
提升机的装载站被控设备为2条皮带机、2台给煤机、2台液压站油泵、2台定量斗。装载控制PLC根据检测到各设备的状态信号进行相应的指示和控制。主要检测信号有：箕斗到位信号、皮带机和各给煤机的开停状态、定量斗门的打开和关闭到位、溜槽溜板的伸出收回到位、装载皮带的跑偏保护、打滑保护和拉线紧停保护、定量斗的煤位满信号、定量斗的称重信号，井下煤仓的煤位信号等。endprint
定量斗的装载方式有三种：定重、定容、定时。系统正常情况下采用液压称重系统定重方式，同时采用定容和定时方式进行监视，满足自动装载要求。
液压站称重装置按单点称重。称重控制系统人机界面显示装置除就地显示称重值外，还应能通过仪表上的数据通讯接口，将称重值送至井上显示仪表和工控机中。
2.2.2装载站闭锁
装载控制中均按装载工艺设备的动作顺序，上下信号之间闭锁。
装载站闭锁信号只是闭锁装载设备和提升机，不影响卸载设备的运行。
若箕斗停车位置不准确，报警、保持并禁止装载。
装载完成，方可发出提升信号。
2.3卸载站控制
卸载站设箕斗到位信号、卸载完成信号及井口煤仓满信号。井筒到位传感器利用井筒中的磁性接近开关。
卸载站的检测信号通过通讯光缆和提升机的主控PLC进行连接，进行相应的信号指示。
卸载站控制台采用卸载信号一体化设计，具有LED模拟显示功能，具有语音通讯功能，采用防腐措施，元器件采用进口产品。结构采用矿用隔爆型兼本安型。
2.3.1卸载站闭锁
卸载仓满仓时，提升机不允许提煤。当卸载站故障时，若一次提升开始后需待本次提升完毕后闭锁提升。
箕斗门开闭装置位置信号参与卸载闭锁，箕斗门开闭装置收回不到位发不出开车信号。
卸载闭锁只是闭锁卸载设备和提升机，不影响装载设备运行。
提升信号为直发式，装载不完成，卸载不完毕，发不出提升信号。特殊情况下（如箕斗提人），提升信号有转发功能。
2.4通讯联系
装/卸载站的控制系统应能分别把各设备工作状态及故障信息上传到司机室和井口信号房的工控机上，以便形成装、卸工艺流程画面及故障表。
3、提升信号系统功能
提升信号控制方式为自动、手动及备用信号。自动时由装、卸载完成信号控制；手动时由操作人员按动相应的打点按钮控制；信号分为上提、下放、慢上、慢下、停車。准备好信号应能直发给提升机电控，井口信号必须与绞车控制回路相闭锁。
提升信号应有单边提升功能，在一箕斗不能正常工作时，提升信号应能屏蔽此边所有装卸载信号使另一箕斗能正常提升。
各信号点应有声光兼备的提升信号，同时具有语音通讯功能，以便各水平之间联系。
系统应具有备用提升信号，备用信号必须独立与PLC系统只通过硬接点传送。
提升机在自动运行方式时，装、卸载站可以通过提升信号系统发出慢速动车信号使提升机慢速动车。endprint
