1 概述

　　目前，我國絕大部分礦井提升機(超過70%)采用傳統(tǒng)的交流提升機電控系統(tǒng)(TKD-1i為代表)。經(jīng)過多年的發(fā)展，TiD-A系列提升機電控系統(tǒng)髯然已經(jīng)形成了自己的特點，然而，其不足之處也顯而易見，如果采用PLC技術(shù)對TKD-A電控系統(tǒng)進行改造并保持操作方式、按鈕、開關(guān)、主令控制器作用不變，則用戶使用起來將非常方便，不需要適應期.同時可以利用FLC的高速計數(shù)功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能、故障檢測及診斷功能、信號顯示功能等來增加一些新的控制功能，則系統(tǒng)安全性將大大提高，運行將更加平穩(wěn)、準確。改造后的系統(tǒng)能夠滿足礦山生產(chǎn)的苛刻要求，而且投資相對較少。性價比較高，具有很強的實用價值。

2 基于PLC的控制電路設(shè)計

　　2.1 控制電路組成原理

　　基于PLC技術(shù)的副井交流提升機電控系統(tǒng)控制電路組成結(jié)構(gòu)，主要由以下5部分組成:高壓主電路(包括高壓換向器、電動機、啟動柜、動力制動電源)、主控PLC電路、提升行程檢惻與顯示電路、提升速度檢測與顯示電路、提升信號電路，其中高壓主電路部分仍采用原電路。

　　當井口或井底通過信號通信電路發(fā)出開車信號后，開車條件具備。司機將制動手柄向前推離緊閘位置，主電動機松閘。司機將主令控制器的操作手柄推向正向(或反向)極端位置，主控PLC通過程序控制高壓換向器首先得電，使高壓信號送人主電動機定子繞組，主電動機接人全部轉(zhuǎn)子電阻啟動，然后依次切除8段電阻，實現(xiàn)自動加速，最后運行在自然機械特性上。交流提升機運行時，旋轉(zhuǎn)編碼器跟隨主電動機轉(zhuǎn)動，輸出2列AFB相脈沖，分別接到主控PLC的高速計數(shù)器H5C0的AIB相脈沖輸人端，由主控PLC根據(jù)A/B脈沖的相位關(guān)系，自動確定HSCO的加、減計數(shù)方式。根據(jù)HSGO的計數(shù)位，就可以計算出提升行程并顯示。同時只把旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的A相脈沖接到主控PLC的高速計數(shù)器r}rSC 1的A相脈沖輸人端，主控PLC進行加計數(shù)。根據(jù)H5C1在恒定間隔時間內(nèi)的計數(shù)值，就可以計算出提升速度并顯示。

　　交流提升機需要動力制動減速時，司機應先將正力減速開關(guān)2HK手柄置于左45°位置。當提升行程檢測與顯示電路檢測到減速點時，主控PLC通過程序控制主電動機從電網(wǎng)切除，延時0.6s后系統(tǒng)投人動力制動減速，加速接觸器2JC-4JC為按照速度原則控制作好準備。動力制動減速時，制動電流的大小根據(jù)實際速度與給定速度的偏差來調(diào)整:速度偏差信號經(jīng)電子放大器放大后，由晶閘管觸發(fā)整流裝置白動調(diào)節(jié)動力制動電流的大小，以滿足給定速度的要求。

　　2.2 主控PLC控制電路設(shè)計

　　該改造系統(tǒng)選用德國西門子公司生產(chǎn)的S7- 200PLC，它由GPU226主機單元及6個擴展單元組成，實際提供開關(guān)量輸人點(I)56個，開關(guān)量輸出點(Q) 72個，模擬量輸出(AQW) 2路，多出的11個開關(guān)量輸人點(I3、4個開關(guān)量輸出點(Q)和I路模擬量輸出(AQW)可作為擴展

　LK-1至LK-11為主令控制器觸點，211K-2至2HK-8為正力減速開關(guān)觸點，1 HK-3至1HK-8為調(diào)繩轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點，bAK至10 AK為調(diào)繩離合器開關(guān)，Q1和Q2為調(diào)繩行程開關(guān)，JXK5為調(diào)繩安全聯(lián)鎖開關(guān)，1JC-8JC為加速接觸器，D2.1為動力制動中間繼電器，ZZJ、FZJ和XZJ為高壓換向器的中間繼電器，Jc}為制動油泵接觸器，JC2 為潤滑接觸器, JC3為動力制動電源接觸器，G1為五通閥電磁鐵。

FW1-2至FW7-8為過卷復位開關(guān)觸點，n2K一I和n}K一2為制動手柄閉鎖開關(guān)，1QA和1TA為動力制動電源通斷按鈕，2QA和2TA為制動油泵啟停按鈕，3QA和3TA為潤滑油泵啟停按鈕，JXK-8為腳踏制動開關(guān)，YJJI為制動油過壓開關(guān)，YJJ2為制動油過熱開關(guān)，YJJ3為潤滑抽過壓開關(guān)，G2為四通閥電磁鐵，G3為安全閥電磁鐵，GZJ為工作閘繼電器，1eh至7eh為各種信號顯示，4eL為制動油泵工作信號顯示，5eL為潤滑油泵工作信號顯示，DL為減速鈴信號。

　　交流提升機信號系統(tǒng)由PLC電路擴展單元EM223模塊實現(xiàn)，輸出顯示由LED完成。

3 PLC控制軟件設(shè)計

　　(1)初始化子程序用于對高速計數(shù)器HSCC0和HSC1進行以下操作:寫控制字，定義工作模式，清零，寫設(shè)定值，設(shè)置定時中斷，連接中斷，啟動計數(shù)。

　　(2)制動汕泵、潤滑油泵、動力制動電源、五通閥電磁鐵、四通閥電磁鐵和安全閥電磁鐵等的控制屬于交流提升機安全運行所需輔助設(shè)備的控制。

　　(3)調(diào)繩信n制動油過壓信號、制動油過熱信號和潤滑油過壓信號的顯示控制用于交流提升機工作狀態(tài)的顯示控制。

　　(4)減速信號回路和減速信號鈴用于減速控制并且發(fā)出鈴聲提示信號。

　　(5)提升信號回路用于對交流提升電動機啟動或減速作好準備。

　　(6)自動換向工作回路和手動正反轉(zhuǎn)工作回路分別用于自動和手動方式下對交流提升電動機進行正反轉(zhuǎn)控制。

　　(7)安全回路用于防止和避免交流提升機發(fā)生意外事故。

　　(8)定時器控制回路和轉(zhuǎn)子電阻通斷控護制用于交流提升電動機啟動或減速時的轉(zhuǎn)子電阻切換控制。
 
　　(9)動力制動回路用于動力制動電源的投人與切除控制。

　　(10)腳踏制動聯(lián)鎖和工作閘繼電器用于交流提升電動機制動控制。

4 結(jié)語

　　該系統(tǒng)采用的技術(shù)改造方案完善了信號閉鎖功能、停車功能、減速點控制功肥等，還可以方便地擴展建立提升機故障診斷系統(tǒng)，也可與互聯(lián)網(wǎng)連接。實現(xiàn)提升機運行遠程監(jiān)視、控制、故障診斷和保護。該系統(tǒng)的控制程序已通過PLC編程軟件模擬仿真，若進一步進行現(xiàn)場實驗和完善后，即可投入實際生產(chǎn)。該技術(shù)改造方案符合我國副井提升機的生產(chǎn)特點，把國產(chǎn)交流提升機的電控技術(shù)提高到了一個新的水平。