矿井提升机控制系统发展的研究论文

关键词： 单绳 提升机 摩擦 矿井

矿井提升机控制系统发展的研究论文（共9篇）

篇1：矿井提升机控制系统发展的研究论文

矿井提升机调速的控制系统具有自动化的特点，全面控制提升机调速，促使其满足矿井作业的需求，以免超出矿井提升机的规定负载。矿井提升机调速控制系统的设计与应用，需要符合矿井作业的实践需求，一方面体现调速控制系统的优势，另一方面改善矿井提升机的性能，加强提升机调速的控制能力。

1、矿井提升机的电气控制系统概述

在矿井提升机有所改进之前我国矿井提升机一般采用交流傳动方式。但是直流传动方式的缺点是对交流电网的无功冲击大，会产生较大的启动压降;高次谐波会引起交流电网电压正弦波形的畸变，干扰其它用电设备;运行功率因数低;建设投资大、基础费用高。

后来随着矿井的规模愈来愈大，同时对提升自动化水平的要求也越来越高，随着电动机矢量控制思想的提出以及电力半导体技术和交流电动机传动方式的开发和生产，矿井提升机传动装置开始向交流传动方式发展。例如绕线电动机转子回路串电阻调速系统，但它存在很大缺点，调速控制性能差、耗电量大，而且由于其调速的非连续性，系统的机械冲击及对电网的冲击均很大。

现代技术的不断发展将变频调速技术、PLC技术融入提升机电控系统，可使提升机电控结构简单，节省大量的交流接触器、时间继电器、中间继电器及过电流继电器，从而大大提高提升机的可靠性、可控性和安全性;可在提升电动机工作在发电状态时，将电能回馈给电网，有很好的调速特性，过渡过程平稳，且速度连续可调，机械冲击小，并且节约了电能。

2、控制系统结构原理

大功率变频装置可以将工频三相交流电经过交直变换之后经过逆变器，利用设定的参数进行了逆变，使得输出为某一相应设定频率的交流电。变频器输出频率的变化，将导致电动机的输出转速变化，二者之间的关系近似线性。这样，就起到了调速的作用。

在电路系统中，为了保证正常运行安全，必须将设备可靠的接地，因此，变频器的接地端也应可靠接地。主回路中，用于连接制动单元和制动电阻的端子，用于防止提升机在垂直方向上运行时，发生工件在带动电动机运转，而产生很大的再生电动势，即泵升电压过高，损坏变频器的现象出现。加入外接制动电阻或外接制动单元可消耗部分能量，提高变频器的工作能力。根据变频调速原理，在变频器的控制输入回路中接入频率设定电路，由PLC输出的模拟量，即电压或电流信号来控制变频器的输出频率。此时的变频器输出频率与设定电压或电流输入成正比。为了便于监控变频器的.运行状态并及时发现异常，取出变频器的异常信号送到PLC的输入模块，以作为变频器的事故报警信号。

由于提升机是在矿井使用，还需设计防爆装置，在加上防爆外壳后，变频器产生的热损耗不能排出会导致其温升过高而影响正常运行，变频器的通风系统我的设计为水冷系统，带有双循环热交换器，内循环的水将变频器功率部件的热传导给空气，空气经由外循环把热量排出井外。

提升机紧急制动系统为恒减速紧急制动控制，它通过检测制动过程中的实际速度值，换算为减速度，实现制动对减速度的半闭环控制(即只能控制制动过程中液压压力的下降，而不能使之上升)。其基本的控制原理为：设定一个“停止起始频率”，当变频器的工作频率下降时，变频器将输出一个“频率到达信号”，使主控系统检测到紧急制动减速度达到预定值，保持此时的制动压力来达到恒减速度的目的。

3、电气控制系统在提升机系统中的发展现状

3.1 提升行程控制。位置控制是提升机的控制的本质，在工作中的预定地点要保证提升容器准确停车，不能出现误差要求准确度很高。利用微计算机控制结合传感器控制信号。传感器将接收到的信号进行精确感知，进行处理，据此来确定出系统的准确的位置，进而施以控制和保护。

3.2 提升过程监视。安全可靠性是第一位的，所以提升过程监视与安全回路一样，是现代提升机控制的重要环节，是安全可靠的保障。

3.3 安全回路。作为矿井保护的最后环节之一安全回路环节极为重要，准确地实施安全制动，使安全回路具有完善的故障监视功能，这样在安全回路本身故障时，在提升机本身故障时都可以检测到来避免危险的发生。

4、矿井提升机调速控制系统的改造

4.1 矿井提升机调速控制系统的参数。该矿井提升机调速控制系统中电动机功率为75kW，提供最大的提升速度是2.5m/s，运行中的减速比是24∶1，利用转子串电阻进行调速控制。该提升机调速控制系统的运行较为传统，以变频调速为核心设计系统改造。

4.2 系统参数的相关改进。该矿井提升机调速控制系统围绕变频调速进行参数改进，分析具体的改进措施。如：(1)针对矿井提升机启动的各个速度阶段，实行频率改进，结合变频调速装置，将提升机速度重新划分为四个阶段，在提升机运行中提供启动和变化的速度，在变频调节的状态下确保提升机的速度达到最佳状态。

(2)规定提升机启动和制动的频率是0.2Hz，速度控制的频率上限是50Hz，利用变频调速提供矢量控制，确保该矿井能够准确地控制提升机的速度，实现稳定的速度调节，改善调速控制的环境。

4.3 PLC控制装置。PLC电控选择双套不同配置的可编程序控制器，主控PLC输入输出口留有一定的余量，主要由CPU板、电源板、高速计数器、数字量I/O板、模拟量I/O板、通讯板等硬件组成。辅控PLC可以进行电子数字监控，操作台上需要从PLC输入输出口进行接线的，都需要从辅控PLC接线，并与主控PLC进行网络通讯，以进行网络化控制。提升机手动、半自动、紧急制动、慢动、换层等操作功能都是由主控PLC应用软件实现的，同时还可以进行提升过程各阶段的速度闭环控制。双套PLC可以进行软硬件上的联锁，从而有效监视PLC实际运行情况，避免由于PLC死机等原因而出现的各种故障，最终实现对整个系统的安全保护与实时监测。

4.4 保护功能设置。先根据设定减速度减速，再紧急停车的故障：通风机在运行中停机、主电机轴承超过其能够承受的热量接受程度、液压制动系统油量不足或油温超限、变频器局部故障、控制电源欠压、闸盘偏摆及闸瓦磨损等。

在完成某次提升之后不能再次开车故障：主电机温度过高、控制柜温度超过最高温限制、信号电源接地故障、低压电源漏电等。

紧急制动故障：提升容器过卷、钢丝绳滑动超限、安全制动按钮指令故障、高低压电源断电故障、变频器故障、制动系统油压故障、减速段过速10%、最大运行速度超15%等。

5、结语

矿井提升机调速和控制系统的不断完善使得矿井的发展、经济效益都有很大的提升，但我们不能满足于现状，我们应该不断总结经验吸取先进理论，融入我们的实际情况，不断改进完善，更好的促进矿井的安全生产和经济发展。

参考文献

[1] 李伟.矿井提升机控制系统设计[D].太原理工大学，.

[2] 刘涛.新型矿井提升机变频电控系统的研究与设计[D].河南理工大学，.

[3] 李剑峰.综放开采条件下的矿井设备改造[J].煤矿机械，(09).

篇2：矿井提升机控制系统发展的研究论文

【关键词】PLC;变频器;智能化;高效率;稳定性;安全性

1概述

1.1矿井提升机系统的概述矿井提升机系统是矿井挖掘中一个非常重要的电气设备，它的工作正常与否直接关系着矿井的生产效率。矿井提升机系统主要作用是可以把采集到的有用的矿石、煤炭和石油等物品从矿井底部运输到矿井的顶端。所以说，矿井提升机是开采矿井的“咽喉”。矿井提升机系统一旦出现故障，会直接的关系到矿井的正常生产，但是传统的矿井提升机还存在一些隐患，严重时危及人的生命。在智能控制、高效生产和安全方面也有待提高，所以需要开发新的矿井提升机系统来实现这些要求。1.2PLC与变频技术的概述PLC与变频技术是当前广泛应用的一项工控自动化技术，首先，PLC的稳定性高是应用于工控自动化的原因。PLC内部自带的光电耦合器隔离了外部的电路和内部的电路，可以很好的免去外部电路对于控制器部分的干扰问题。变频技术则对它的多个速度和稳定性有较强的控制，避免了人为操作的时候出现的一些问题。因为都是智能化的控制系统，所以矿井提升机系统在设计和改进的过程中，取得了良好的应有效果。

2系统的控制原理和整体构成

2.1矿井提升机系统的主要组成部分和工作原理矿井提升机系统是一个非常复杂的系统，它的主要组成部分包括：提升容器、提升钢丝绳、动力部分的提升机(包括机械部分和拖动部分)、矿井提升机的井架等固定设备。除此以外，他还需要有一些辅助的系统，比如机械传统、润滑系统部分、观测和控制系统以及制动系统。传统的缠绕式提升机设备是一种常用的设备，它由卷筒、钢丝绳、天轮、提升容器和平衡尾绳等组成。其的工作原理是矿井提升机的动力拖动部分是安装在地面的提升机房。提供牵引动力的钢丝绳一头固定在卷筒上，另一端绕过天轮(顶端的定滑轮)之后连接到提升容器的顶端。当滚筒在电力拖动部分拖动以后就会通过钢丝绳带动提升容器部分进行上下的目的，实现人或者物在矿井中的运输。目前缠绕式矿井提升机一般应用在较浅井的矿井之中。2.2PLC与变频技术矿井提升机系统的构成PLC与变频技术矿井提升机系统的系统要求主要分为两个部分，分别是主动指令控制和自动保护控制指令。在主动的操作指令层面，管理人员可以根据现场的工作情况和实际的需要，可以通过改变各种参数来实现矿机提升机控制系统工作状态的改变。矿井提升机的主动指令操作主要包括电控系统工作状态的改变，设置预定的工作流程，让系统自动的按顺序改变工作状态。除了人为的设定系统的工作状态还可以人为的改变单个指令。比如改变系统的启动、停止、加速、减速、制动等都有对应的单个指令。系统下达指令以后通过PIC改变变频器的工作状态，实现多个速度的.运行，从而实现对机械部分的控制。另一部分是保护监视系统的指令操作。根据要求事先设定的参数，当参数不在设定的范围时，系统的保护部分会自动的下达指令，让系统采取措施，防止发生危险。控制系统的保护部分主要包括：速度监视、过卷监视、变频器监视、提升容器实施监视、过载监视和深度监视这几个部分。按照具体功能的不同，矿井提升机系统整个控制系统分为行程系统、保护系统和辅助系统三个部分。

3矿井提升机系统的硬件构成

篇3：矿井提升机控制系统发展的研究论文

在矿井提升机有所改进之前我国矿井提升机一般采用交流传动方式。但是直流传动方式的缺点是对交流电网的无功冲击大, 会产生较大的启动压降;高次谐波会引起交流电网电压正弦波形的畸变, 干扰其它用电设备;运行功率因数低;建设投资大、基础费用高。

后来随着矿井的规模愈来愈大, 同时对提升自动化水平的要求也越来越高, 随着电动机矢量控制思想的提出以及电力半导体技术和交流电动机传动方式的开发和生产, 矿井提升机传动装置开始向交流传动方式发展。例如绕线电动机转子回路串电阻调速系统, 但它存在很大缺点, 调速控制性能差、耗电量大, 而且由于其调速的非连续性, 系统的机械冲击及对电网的冲击均很大。

现代技术的不断发展将变频调速技术、PLC技术融入提升机电控系统, 可使提升机电控结构简单, 节省大量的交流接触器、时间继电器、中间继电器及过电流继电器, 从而大大提高提升机的可靠性、可控性和安全性;可在提升电动机工作在发电状态时, 将电能回馈给电网, 有很好的调速特性, 过渡过程平稳, 且速度连续可调, 机械冲击小, 并且节约了电能。

2 矿井调速和控制系统的设计及发展

矿井提升机的控制系统主要包括:主轴装置、减速器、电机、液压制动系统、深度指示器、电气控制系统, 提升机在每一个工作周期中都会有加速、等速、减速运行阶段, 由于速度的变化, 相对应的力矩也是变化的。

2.1 矿井调速和控制系统的设计

(1) 低压配电系统的构成。低压柜主要给变频柜控制回路、PLC柜、外围设备, 操作台等, 其内部主要由电压表、电流表、断路器、接触器、热继电器等构成。

(2) PLC控制系统的构成。PLC控制系统是整个电气控制系统的核心。控制柜中主要包括PLC的各种模块、光耦信号分离板、中间继电器、开关电源, 空气开关等。系统采用双线控制方式, 每套PLC系统都能独立接收位置检测元件传回的信号。两套系统同时投入运行, 对运行参数和运行状态进行同步实时监控, 对故障实行双重保护。两套PLC对彼此的输入进行比较, CPU互相进行心跳监测, 偏差过大就会报警。当主PLC出现故障时, 可以有备用PLC应急, 而且保护没有减少, 只是没有了双线制。

(3) 变频调速系统。变频调速系统的核心部件就是变频柜, 柜中装有变频器、电抗器、按钮、指示灯等器件。本矿提升机改造釆用的是瑞典ABB公司的ACS 800-07系列变频柜。这款变频器提供了多种标准配置以适用于各种不同的应用场合, 设计紧凑, 内置进线电抗器、出现电抗器和电机保护用的共模滤波器;进线电抗器抑制进线电源的网侧谐波, 增大进线电源主回路的短路阻抗, 出线电抗器平衡出线电缆的分布容性负载, 增大出线主回路的短路阻抗, 并能抑制变频器输出的谐波, 起到减小变频器噪声的作用。该变频器同时具有可编程I/O模块和带有启动向导的多语言控制盘, 操作盘可以控制电机的启停、电机正反转、对传动单位参数进行设定等功能。

(4) 操作台控制系统。操作台是现场控制室内操作人员进行操作的设备。操作台有两个手柄, 一个用来控制闹, 一个用来给定频率, 角位移传感器输出的电信号通过线性电源输出给液压站中的KT线圈或比例从容达到控制闹开合的目的。

(5) 能耗制动系统。能耗制动系统主要是指在变频柜中的制动单元或是单独独立的制动电阻柜。在提升机下放时, 消耗由于电机反向发电所产生的能量。制动电阻柜内主要由制动单元、制动电阻和散热风扇等组成。

当提升机在下放工作状态时, 电机工作在发电状态, 此时母线电压升高。当母线电压过高时, 制动单元里的IGBT开关管导通, 接入制动电阻, 使电机发电产生的能量消耗到制动电阻上, 从而降低母线电压。

(6) 上位机监控系统。通过显示器, 提升机司机可以清楚的监测提升机的运行状态和运行中的各种参数。同时还可以对故障进行报警, 对运行数据进行历史记录。实时监控提升机在井筒中的运行情况, 画面生动形象, 随时生成速度和时间的运行曲线。当有故障发生时还会进行故障记录, 并且故障报警灯闪烁。

(7) 全面的安全体系。控制柜中釆用两套PLC对提升机控制系统进行双线制控制, 分别设置了系统的软、硬两套安全回路。一套主控系统, 一套备用系统, 充分保障系统的运行安全可靠。

(8) 完善的保护体系。在安全回路中设有主令零位、制动紧闸、主电源失压、调闹、上下过卷等安全保护。同时在控制系统外围分别采用了霍尔元件、压力变送器、旋转编码器、行程开关、磁接近关等传感器检测系统的故障。一旦故障发生, 会立即切断安全回路, 进行一级或二级制动停车。

2.2 矿井提升机调速系统的发展趋势

(1) 变频调速技术越来越成熟, 矿井提升机变频调速开始日趋普及, 使用变频器控制提升机, 减小了电动机输出功率, 降低了变频器输入功率, 减小了电能消耗, 经济效益与社会效益显著, 逐步被人们所认可。节约了能源, 还提高了能源利用率。

(2) 煤矿系统环网监控正在组建, 整个煤矿所有煤矿的实时数据都可以通过互联网实时传输, 在中央总控制室内进行全局监控, 从而进行全局部署。

3 结语

矿井提升机调速和控制系统的不断完善使得矿井的发展、经济效益都有很大的提升, 但我们不能满足于现状, 我们应该不断总结经验吸取先进理论, 融入我们的实际情况, 不断改进完善, 更好的促进矿井的安全生产和经济发展。

参考文献

[1]何晓群.矿井提升机调速和控制系统的发展[J].工矿自动化, 2009, 07:121-125.

[2]刘鹏.矿井提升机变频调速控制系统研究与设计[D].太原理工大学, 2013.

[3]王宇慧.矿井提升机智能调速控制系统研究[D].太原理工大学, 2013.

篇4：矿井提升机控制系统发展的研究论文

【关键词】矿井提升机；计算机；监控系统

一、矿井提升机工作原理及运行特点

在煤矿生产的过程中，提升机的作用就是肩负井下重物以及工作人员的进出，提升机就是井上和井下的唯一通道。在实际的运行中，保证提升机安全运行以及实现上升和减速下降或者是执行紧急的制动的重要手段是提升机的制动系统。它的重要部分就是盘型阀，它是能够实现正常停车或者紧急制动的系统。当然在发生紧急状态的时候，能及时的控制提升机。当然为了能够确保制动系统的安全运行，我们还是要控制好提升机每次的载重。一旦超过一定的限度，提升机的危险系数就会增加。为了施工的安全，我们操作是一定要完全遵守使用规则的。

矿井提升机工作的最大特点就是它的工作环境比较恶劣。我们知道一般矿井都是在远离市区、远离城市的地方，那里的交通不够方便，并且自然环境也会非常的恶劣。工作环境的恶劣必然造成工作的难度加大，尤其是矿井提升机的工作。矿井提升机工作的另外特点就是噪声大，这样给井上和井下之间的沟通增加了难度。还有就是，提升的工作受到自然环境的影响很大。像下雨、下雪等自然环境都会损害到机器，造成机器的损坏。提升机运行的这些特点也是制约监控系统设计的重要因素，监控系统在设计的时候都要考虑到这样问题的。

二、矿井提升机监控系统的机构

矿井监控系统的设计主要分成两个部分—上位机和下机位，上下机位之间是通过CCM协议实现连接的。计算机和通信接口组成了上机位，它主要负责的是利用专门的软件实现检测和控制功能。通信接口的作用就是完成双向的数据传输，实现通信。上机位主要是负责的是检测和控制功能，那么上机位位置的设置就可以很随意。可以将其放置在调度室或者是办公室，实现的是远程的控制和检测。上机位可以连接不同的接口，将所有的井下检测的情况都显示在显示屏上，也可以达到全面控制的状况。

监控系统真正核心的地方则是下机位，它是实现监控的重要部分，上机位都是通过下机位才完成检测这一职能的。下机位的组成主要是有电源变压器、主板机和显示板，但是对硬件的设施也是有要求的。那就是他们的耗电要小，因为在井下电力的输送并没有那么容易。只有小耗能的设施才能保证工作的时间长，不会在施工的过程中没有能量，从而引起一定的灾难。

三、矿井提升机监控系统的主要功能及特点

矿井提升机的监控系统存在是有它的必要性，我们设计的计算机监控系统就是要满足实际的需要。本系统主要就是要实现监控保护和系统信息监视，具体如何实现这样的功能如下：

（一）监控保护

通过监控系统我们可以实现对提升机的控制，包括对提升机的启动、关闭、上升、反向运作等一些基本的操作，另外还包括提升机的速度和提升机索道的信号锁定。总的来说就是实现对提升机的数字化操作，这提高了提升机的工作效率以及工作的准确度。

监控系统还可以随时随地的检测提升机的位置、电路的电流、提升机的提升速度，上机位和下机位都可以观测到这些数据，并及时的进行调整。

监控系统的保护功能就体现在有电路安全设备的状态信号显示，以及提升机各个部分的安全性显示，一旦有一个部分出现问题，就可以及时的进行维修。

在整个监控系统中，计算机的计算功能也是被发挥的很好。比如一个轨道上有好几个提升机，如何控制他们不让他们相撞，就需要精确计算他们的速度。计算机通过检测到他们之间的距离了以及各自的速度，然后在计算出提升机的速度，保证他们不出现超车的情况。减少危险情况的出现，达到了保护的作用。

（二）系统信息监视功能

真正实现监控功能的时候，当然少不了信息的反馈，该系统就具有信息监视的功能。系统随时的显示提升机的运行信息，系统通过计算机的显示屏，向监控者提供提升机的不同数据。包括提升机的速度、提升机的运行轨道，还可以用电流图的方式显示电流的走向。计算机监控系统的具体优势主要体现在能够以更加直观和形象的方式展示不同的数据，并且计算机的内存足够的大，能够储存更多的信息。计算机计算速度的快速也为矿井的工作提供更多的便捷。再者计算机是以边记录边保存的形式工作，这样提升机在工作运行的过程中一切信息都可以很完整的记录下来。这些信息包括提升机停开车的时间、即时提升速度、位置、电流、各类故障。这些数据在后面的分析过程中都起到很大的作用，比如分析一次事故发生的原因。通过这些详细的信息，我们就可以很清晰比较、对比看在出现故障的时候那个部分出现了异常，在以后的工作中也可以得到提高。

计算机矿井提升机监控系统与以前的监控系统相比较，它有着自己的特点，包括：①双机控制的可靠性。系统主要是采用上机位和下机位两个部分组成，上下机位之间是分开进行操作的。一般情况下，下机位放置在PT柜里，这样就可以避免一些错误的操作。平时监管人员只需要对上机位进行操作，通过上机位检测操作过程。②适应性强，上下机位的硬件设施都是采用最先进的技术，能够适应各种情况的出现。③智能化。将计算机技术中重要的部分运用到监控系统中，这是计算机监控系统的最大特点。计算机有智能化的特点，它有很多自动的开关。这就是需要软件设计工程师在设计软件的时候，根据需要提前设置一个数据。在运行的过程中，某些部分一旦超过了预设的数据，系统就可以自动停止工作。这种智能化的反应比人类的反应更加的及时，控制的也非常的迅速。

结语

煤仍然是我国工业生产以及人民生活的重要能源，保证煤矿工作安全、顺利的运行也是关系到我国国民经济能否平稳运行的关键。计算机的各个方面的运用，也是成为了时代的要求。本系统就是将计算机技术充分的运用到煤矿的生产过程中，从而提高煤矿生产的效率。煤矿发生安全事件的案例也不少，灾难发生原因很多在于开采的技术落后，并不能保证整个工作过程都在监控之中，监控重要部分就是提升机的监控。笔者希望本文能够为一些煤矿企业提供一些帮助，完成生产监控系统的更新。

参考文献

[1]王嫣，董李娜.矿井语音通信网络的集成[J].煤炭技术，2012，（9）.

[2]武凤翔.煤矿企业计算机信息系统研究[J].煤炭技术，2012，（9）

篇5：矿井提升系统安全技术管理规定

为加强矿井提升系统安全技术管理，进一步提高矿井提升管理水平，特制定本规定。本规定如有与《煤矿安全规程》规定不符之处，以《煤矿安全规程》规定为准。

一.设计选型、到货验收及保管

⑪设计选型必须符合国家有关技术政策。遵循先进、适用的原则，并考虑可靠性、经济性、维修性和环保性。选购的设备必须有鉴定证书和生产许可证、有产品合格证、和煤矿矿用产品安全标志，防爆设备必须有防爆合格证。

⑫设计选型后必须由分管领导组织有关部门进行设计审查通过后，组织实施。

⑬设备到货后，有单位物资管理部门组织机电、运转、安监部门按设备装箱单和技术文件要求对设备、附机、随机配件及技术资料查验，对验收发现缺件、破损、严重锈蚀、资料不全等问题，由采购部门负责联系解决。有验收记录，并签字。技术资料至少应具备以下九种：①使用说明书 ②产品出厂合格证(防爆合格证)③基础图 ④设备总装图 ⑤制动装置结构图、系统图 ⑥易损零部件图 ⑦电气原理图、安装接线图 ⑧主要电气设备试验报告 ⑨主要部件的探伤报告。

⑭查验合格的设备应及时安装调试、投入使用。暂时不使用的设备必须入库妥善保管，定期维护保养，防止日晒、雨淋、锈蚀、损坏和丢失，并做好防火防盗工作。设备严禁拆套、拆件使用，确需时，必须总工程师批准签字及详单，并及时购件，装备成套。

二.设备安装及验收

设备安装验收依据《煤矿安装工程质量检验评定标准》执行，并编制设备安装工程验收大纲。

⑪安装措施及技术要求

１.设备安装必须在矿（土）建工程验收合格后进行，以保证安装质量。２.工程开工前，必须制定施工组织设计或施工安全技术措施，内容包括以下几类：

⑴施工负责人、技术负责人、安全负责人。

⑵施工准备和科学组织施工的文件或书面材料。包括由设计部门和厂家提供的设备装配图、安装图、基础图、平面布置图、原理图、关系图及方框图等图纸以及设备、材料、工具等。

⑶安装程序、装配工艺要求，调试方法和安全注意事项。

⑷质量标准：设计要求、设备安装验收规范、《煤矿安全规程》、《电业安全工作规程》作为安装的基本准则。

⑸设备评定的主要依据：主要经济技术指标及性能调试、测试的试验报告。

⑫安装验收的图纸及资料：①设备出厂说明书、合格证、煤安标志、防爆合格证、装箱单 ②设备清单：包括已到设备、到货未安装设备和已订未到设备 ③装配图和随机备件图 ④设计施工图 ⑤提升、制动、电气系统图 ⑥调试、测试报告 ⑦隐蔽工程检查验收记录 ⑧安装竣工图、竣工报告 ⑨安装工程质量检验评定表

⑬设备安装中的重点验收项目及内容

对安装过程中隐蔽工程，安装单位必须通知建设单位有关部门进行监督、验收，并做好记录，以做为今后验收移交的凭证。重点验收项目有：①滚筒（驱动轮）、天轮、主导向轮、制动闸盘或闸轮无开焊、裂纹和变形 ②主轴水平度和多段轴的平行度 ③联轴器的不同轴度 ④减速箱的技术测定 ⑤深度指示器的传动和变速装置的装配、润滑 ⑥制动闸盘粗糙度、端面跳动、不平行度 ⑦电气系统调试 ⑧主提升钢丝绳、尾绳的试验和悬挂

⑭工程竣工验收

工程竣工后，由安装单位按有关标准组织进行自检验收，合格后向建设单位提出申请，并报送有关资料。矿务局主管部门组织有关部门和使用等单位按下列程序进行竣工验收和评定工程质量等级： ①检验工程技术档案、竣工图、隐蔽工程记录、调试报告和设备清册等资料。②对工程标准和安装质量进行抽检与 2 复验。③组织安装单位和使用单位编制试运转实施方案，检查试运转情况。④对安装质量进行评定，填写工程竣工验收证书、工程质量认证申请书，送矿区质量监督部门。

三.提升系统许可运行管理

１.新安装的ф2m及以上提升系统和ф1.6m提人绞车，依据原煤炭部颁发的《煤矿提升系统许可运行证书检查标准》，经矿务局组织验收合格后，方可投入运行。

２.已验收合格投运的提升系统，矿务局每年组织一次检查，并按《规程》规定组织测试，认定合格后方可继续使用。

四.提升设备的检修、维护及安全运行

⑪技术测定、整定及探伤

１.机械部分每三年进行一次技术测定。主轴、天轮轴、提升容器轴销、连杆、锲形连接装置每两年探伤一次，轴销、连杆、锲形连接装置每次换绳时探伤一次，由具备资格的机构和人员进行探伤，并出具报告。矿分管领导对测定、探伤报告要审查、签字，机电副总对已发现的问题提出整改意见，报分管领导批准后组织实施。

２.仪表按规定时间效验：A级半年一次、B级一年一次进行校验，c级使用前鉴定一次。

３.电控系统继电保护装置整定试验每年一次。

４.绞车运行速度图的测试、制动减速度计算、制动闸空动时间、贴闸压力测试有效期一年。

５.闸瓦间隙测试整定有效期10天。

６.负力提升及升降人员的绞车必须有电气制动，盘形闸绞车必须使用动力制动或低频制动，并能自动投入或人工投入，正常使用。动力制动、制动力矩及二级制动必须有计算、整定资料。运行方式改变时，必须重新计算、整定，计算结果符合《煤矿安全规程》

432、433条规定。老式液压站没有二级制动或失效的必须进行检修和改造。７.电动机、高压开关柜电气试验有效期一年。

８.电阻测试调整有效期二年。

9.新安装的ф2m及以上提升系统和ф1.6m提人绞车,必须进行一次技术测定，验收合格后方可投入运行。

⑫安全保护设施的试验周期、方法

１.维修工试验项目：①过速保护：每天不动车试验继电器一次 ②限速保护：每天不动车试验继电器一次 ③深度指示器失效保护：每天模拟失效或低速开车试验一次 ④满仓保护：每天模拟满仓试验一次 ⑤后备保护器：•后备2m／s限速保护、后备过速保护、后备过卷保护、后备减速开关每周试验一次 ⑥井口操车设备、安全门与信号闭锁：每天不动车试验一次 ⑦换向器栅栏门闭锁：每天不动车试验一次 ⑧信号闭锁：每天不动车试验一次 ⑨松绳保护每天不动车试验一次。⑩油压系统过、欠压保护和超温保护每周不动车试验一次。以上保护，第⑴、⑵、⑶、⑷、⑹、⑺、⑻七种保护失灵，必须停车立即处理，合格后方可开车，第⑸、⑼、⑽三种保护失灵，必须在当天处理合格。

２.操作司机试验项目：①过卷保护：每班模拟过卷试验一次 ②欠电压保护：每班不动车试验一次 ③闸间隙保护（报警）：每班不动车试验闸瓦磨损开关 ④松绳报警：每班不动车试验一次 ⑤紧急制动开关：每班不动车试验一次。以上五种保护，必须灵敏可靠，任何一项保护不合格，均要停车并汇报，待修复合格后方可开车。对于执行动作的电器元件无法检修的，机电部门要根据其有效使用寿命作出定期更换的明确规定。

⑬提升系统其它设施管理

1.选用的提升容器、人车（斜井、平巷）、矿车（包括连接链、插销）、罐笼、箕斗、连接装置、防坠器、托罐及防蹲罐缓冲装置等必须具备煤矿矿用产品安全标志。

2.在提升速度大于3m/s的提升系统内，必须设防撞梁和托罐装置，防撞梁不得兼作他用。防撞梁必须能够挡住过卷后上升的容器或平衡锤；托罐装置必须能够将撞击防撞梁后再下落的容器或配重托住，并保证其下落的距离不超过0.5m。

3.加强提升容器防坠保护设施的管理，做到定期试验,并形成正式报告，经矿机电副总工程师或分管领导签字后存档。

⑴立井罐笼防坠器：不脱勾检查性试验6个月一次;脱勾试验一年一次。

⑵斜井人车防坠器：不摘勾的手动落闸试验每班一次，对摘勾的人行车每次运行前应再进行一次手动落闸试验，静止松绳落闸试验每月一次，重载全速脱勾试验每年一次。

4.立井提升容器的罐耳在安装时同罐道之间所留的间隙以及罐道和罐耳的检查检修严格按《煤矿安全规程》第385条、386条规定执行。立井提升容器和井壁、罐道梁、井梁之间的最小间隙必须符合《煤矿安全规程》第387条的规定。5.斜井提升容器之间的有效间隙不得小于0.2m;容器外侧距两帮的间隙：行人侧不小于0.8m（综采矿井1m），非行人侧不小于0.3m（综采矿井0.5m）人车上下人侧不小于1米。

6.防撞梁、托罐装置和过卷过放缓冲装置应每月检查一次，并做好记录。7.使用罐笼提升的立井井口、井底、中间水平及井口井底的二层平台、进出人员两侧必须设置安全可靠的安全门，安全门必须与罐位和提升信号联锁，摇台必须与罐位、阻车器、提升信号联锁，其要求应符合《煤矿安全规程》第384规定。非进出人员侧，应设置防止人员进入罐内的设施。因检修井筒装备或处理事故需站在提升容器顶上工作时，容器顶上必须装有保险伞和栏杆。

8.当罐笼到位安全门打开后，发出调平和换层信号时，提升机应保证只能在0.5～1m／秒速度范围内运行。

9.提升绞车液压站必须实现二级制动。要安装有防止提升绞车液压系统的所有阀误动作或不动作的安全保护装置，单绳缠绕式双滚筒绞车要有防止正常提升状态下游动滚筒脱离的可靠闭锁装置，对上述装置的检查每班至少一次，并有检查记录。

⑭提升信号系统

１.提升信号必须采取逐级传递方式，即井底车场信号工将信号传递井口，由井口信号工传递到绞车房。井口信号必须同绞车控制回路相闭锁。

２.信号控制装置所用按钮，“停止”按扭应单独设置。所有信号按钮必须使用单组触点或两组触点并联为一组触点使用。停止信号可兼作紧急停车信号。5 各个地点的“停止”和“急停”信号直通车房。当“停止”信号发出，绞车停止运行后，不管容器在任何位置，未发“开车”信号，绞车启动不起来，工作闸敞不开。

３.提升信号声光俱备，停车信号与工作信号声、光有区别。停车信号警铃必须使用单击电铃或电笛;•停车信号和工作信号的指示灯必须分开设置，并有明显区别。一套提升装置供给几个水平提升时，各水平所发信号必须有区别。

４.用多层罐笼升降人员或物料时，必须具有符合《煤矿安全规程》第395条所规定的信号闭锁。

５.除常用的信号装置外，还必须具有备用信号。斜井提升时，专门提升物料系统，还需要一套由井底车场及各水平车场直通绞车房的紧急停车信号;•专门升降人员的系统，还需有人行车泄漏通讯机等无线通讯装置;•人物混提的系统，有井底车场及各水平车场直通绞车房的紧急停车信号和人行车泄漏通讯机。

６.斜井双勾串车提升时，必须设置错码（串勾）信号。

７.井底车场和井口之间，井口和绞车房之间，必须装设直通电话。8.建井期间的提升绞车同样必须实现信号闭锁。

⑮提升系统技术改造

1.应积极采用国际国内的先进技术和产品，对在用的老提升系统进行技改造，以提高系统的可靠性，降低运行成本。

2.提升系统的重大技术改造必须在调研基础上由矿提出改造方案，经矿务局组织技术论证和审批。

3.技术改造设计方案，必须符合《煤矿安全规程》和国家相关规定，并具备一定的先进性。技术改造必须做好整个提升系统的优化匹配，对影响系统可靠性的重要环节，如主井装载定重测量环节、制动器、防滑保障、过卷过放防护装置等产品和技术应引起足够的重视。采用计算机技术时，必须按电磁兼容性技术进行设计，并按有关国家标准进行技术指标检验，以保证提升系统的安全可靠性。

４.技术改造后必须经矿务局组织验收合格后方可投入运行，出据验收报告，并将相关的技术文件及图纸同时改动，记入技术档案。

5.提升系统的改造，必须有相应资质的设计部门验算的有效设计文件

⑯提升钢丝绳的管理

１.正确选用提升机钢丝绳。选用钢丝绳除严格执行《煤矿安全规程》第400条、407条、416条和具备煤矿矿用产品安全标志外，还应考虑以下因素：

⑴立井提升宜采用同向捻钢丝绳，斜井串车提升宜采用交互捻钢丝绳。

⑵当井筒中淋水较大或淋水的酸碱度较高，以及作为回风井的井筒提升时，必须选用镀锌钢丝绳。

⑶斜井提升宜使用面接触钢丝绳或外层钢丝较粗的三角股钢丝绳;立井提升宜采用异型股钢丝绳和线接触钢丝绳。

⑷摩擦轮提升机必须采用规格相同左右捻各半数钢丝绳，尾绳宜选用不旋转钢丝绳，并应装置尾绳保护装置。

⑸罐道绳应用密封钢丝绳，矸石山提升用绳可选用带金属绳芯的钢丝绳。

２.提升机钢丝绳的使用、检查与维修

⑴钢丝绳检验严格按《煤矿安全规程》第398条、399条、400条、401条、402条的规定执行。在用提升绳应在靠近容器端处截取绳头，用加热方法截取的绳头长度需加长200mm。

⑵摩擦轮式提升钢丝绳的使用期限不得超过2年，平衡钢丝绳的使用期限不得超过4年。如果钢丝绳的断丝、直径缩小和锈蚀程度不超过《煤矿安全规程》405条、406条和408条的规定，可以继续使用，但不得超过1年。

⑶提升及其它用途钢丝绳检查及记录，必须符合《煤矿安全规程》404条规定。对钢丝绳检查记录机电区长、管辖工区和机电科长每旬审查签字一次，机电科组织每月分析总结一次，并有分析总结资料。

⑷提升钢丝绳检查结果达到《煤矿安全规程》第405条、406条、407条、408条规定值时，必须立即更换。钢丝绳遭受猛烈冲击拉力，应立即停止运转进行检查，在没有发现新的断丝和直径缩小等现象，可以继续使用。如果由于急剧受力，钢丝绳使用长度较原来长度增长0.5%以上时，则应更换新绳。

⑸使用有接头的钢丝绳必须遵守《煤矿安全规程》•第409条的规定。

⑹平衡钢丝绳的长度必须同提升容器过卷高度相适应，防止过卷时损坏平衡钢丝绳。

⑺提升装置必须有试验合格的备用钢丝绳。对使用中的钢丝绳，根据井巷条件及锈蚀情况，至少每月涂油一次。摩擦轮式提升装置的钢丝绳，只准涂、浸专 7 用钢丝绳油（增摩脂），但对不绕过摩擦轮部分，必须涂防腐油。

⑻立井提升容器与提升钢丝绳的连接，应采用楔形连接装置。每次更换钢丝绳时，必须对连接装置的主要受力部件进行探伤检验，合格后方可继续使用。楔形连接装置的累计使用期限：单绳提升不得超过10年;多绳提升不得超过15年。

⑼钢丝绳的保管存放，应在表面涂一层固体油脂并入库，防止锈蚀。

⑽钢丝绳在运输取放过程中，不得碰伤或挤压。

⑾立井和斜井天轮，应使用衬垫天轮，斜井轨道托滚也应使用带衬垫托滚。

⑰油脂管理

１.加强提升设备润滑管理，根据每台设备的特点和实际运行状况，建立润滑管理“五定”（定人、定质、定量、定点、定期）制度并做好用油、换油记录。

２.液压站用油至少一年更换一次，每半年必须取样化验一次；减速机润滑油要使用抗磨剂，每半年必须取样化验一次，每两年进行一次清洗、过滤或换油。

３.润滑油剂需经检验合格后方能入库，并妥善保管和定量发放。

⑱特殊提升

１.除了按正常“加速、等速、减速、停车”程序的提升方式外的提升为特殊提升。

２.特殊提升需要解除某些保护或闭锁信号系统某些功能时，应制定可靠的安全措施，由矿机电副总工程师及安监处主任工程师批准后执行。

３.进行特殊提升时，其速度应符合下列规定：

⑴使用罐笼运送硝化甘油类炸药或雷管时，运行速度不得超过2m/s;•运送其它火药时，不得超过4m／s。司机在启动和停止提升机运行时不得使提升容器发生震动。

⑵提升特殊大型设备（物品）及长材料时，其运行速度一般不应超过1m／s。

⑶人工验绳速度，一般不大于0.3m／s ⑷因检修井筒装备或处理事故人员需站在提升容器顶上工作时，其提升容器的运行速度一般为0.3～0.5m／s。

４.提升或下放超过正常负荷的物件时，需重新计算制动力矩，验算钢丝绳、悬挂或连接装置的安全系数，符合要求后，制定安全技术措施，经矿机电副总工程师及安监处主任工程师批准方可实施。需要调整制动系统时，机电科派人现场 8 指挥、工区具体实施，提升完毕及时恢复。对超常尺寸、重量的设备的提升运输应事先进行同重量负荷、同尺寸的模拟试验。

５.特殊提升必须执行正司机操作，副司机监护工作制度。

⑲提升系统的检修工作

１.各矿要根据每一提升系统运行特点及状态有计划地进行周期性检修。

２.检修前应认真编制“检修任务书”、检修质量标准、安全技术措施、劳动组织以及施工网络图和施工进度图表，并组织全体检修人员学习并签字。

３.每项检修任务都应指定负责人，同一地点多单位同时作业时，必须明确一人统一指挥，并明确分工，重大检修项目应成立检修指挥组。

４.检修计划时间应包括规定的试运转时间。检修后必须留有详细的记录，内容主要包括检修部件技术参数的变更及其原因并附有简图，形成正式报告并留档备查。

５.提升系统日常维修，每天要保证2～4小时的检查维修时间。全年不少于12天的停产检修日。

⑳提升系统的操作及维修

１.针对每一部提升机的设备性能及运行特点，制定技术操作规程，做到内容全面、程序清晰并同现场实际相符。

２.司机必须经过培训，熟悉设备的结构、性能、技术特征、工作原理，掌握《煤矿安全规程》有关规定及车房各项规章制度，并经考试取得合格证后，持证上岗。

３.提升系统维修电工、机工、钢丝绳检查工、井筒装备维修工，必须经过专业技术培训，考试合格后持证上岗。

４.提升系统维修重点抓好以下工作。

⑴设备维修必须建立包机制，明确包机人员的职责。

⑵对各种保护装置和安全设施定期进行检查试验，达到灵敏可靠。

⑶应针对每部提升机的实际情况做好“三化”工作，即维护检查周期制度化、维护内容规律化、维护保养程序工艺化。

⑷认真编制设备有关使用维护的各种规章制度和标准，组织维修人员学习有关设备的结构、性能、使用、维护和安全技术等方面的业务知识，掌握《煤矿安 9 全规程》及《机电设备检修标准》、《机电设备完好标准》有关提升系统的各种规定，并进行理论和操作的考试。

⑸做好维护检查记录，内容包括检查项目、时间、发现问题的处理意见。机电区队技术负责人应每月检查签字。(十一)提升系统技术资料管理

健全技术档案，做到一台一档。

１.技术资料存档明细：⑴绞车原始设计、安装图（安装调试验收单）、使用说明书 ⑵设备改造安装图 ⑶制动装置结构图和系统图 ⑷易损零部件图 ⑸电气原理图和接线图 ⑹增设保护安装图和控制图 ⑺提升信号图 ⑻井筒装置图、布置图（包括井架、井底布置）⑼钢丝绳出厂合格证、试验报告和更新记录 ⑽防坠器试验报告 ⑾技术测定和整定、分析报告 ⑿制动力矩验算资料 ⒀探伤报告 ⒁提升装置检查报告和月停产检修记录（包括实测数据、零部件更换）⒂重大及以上机电事故分析报告 ⒃经济运行分析报告，运行单耗 ⒄相关联的煤矿矿用产品安全标志资料

２.每一提升系统必须建立如下制度：⑴要害场所管理制度（门口张挂）⑵岗位责任制度、包机制度（机房张挂），信号工和把勾工岗位责任制度（井口、井底张挂）⑶交接班制度（机房张挂）⑷领导干部上岗制度（机房张挂）⑸操作规程（机房张挂）⑹安全保护装置日检查试验制度 ⑺设备定期检修制度 ⑻设备巡回检查制度

３.每一提升系统要具有以下记录：⑴日维护检查记录（机房存放）⑵电气保护日检查试验记录（机房存放）⑶钢丝绳日检记录（机房存放）⑷交接班、运转日志记录（机房存放）⑸干部上岗记录（机房存放）⑹井口操车设备、安全门闭锁与信号日试验记录（班组存放）⑺外来人员登记记录（机房存放）⑻提升系统事故记录（机房存放）⑼设备检修记录（机房存放）⑽钢丝绳试验、更换记录（存档）

４.每一提升系统需在机房内张挂以下图纸：⑴制动系统图 ⑵电气原理图 ⑶巡回检查图表 ⑷绞车总装图和技术特征卡片

(十二)提升系统备品、备件管理

１.实行分类管理，对设备所需的专用件，实行建帐管理。

２.做好备件的验收、入库、储存、保养工作。

篇6：矿井提升机控制系统发展的研究论文

本文通过对矿井突发事件应急决策的分析和地理信息系统的研究,指出了GIS技术应用于矿井应急决策中的巨大作用.构建了基于GIS的矿井应急辅助决策支持系统,以及内容丰富的矿井应急辅助决策数据和知识库,为矿井生产中突发事件的.应急处理提供了技术支持.

作 者：万善福 蒋仲安 董枫 崔富民 杜波 陈寒秋 回胜利 Wan Shanfu Jiang Zhongan Dong Feng Cui Fumin Du Bo Chen Hanqiu Hui Shengli 作者单位：万善福,蒋仲安,董枫,崔富民,Wan Shanfu,Jiang Zhongan,Dong Feng,Cui Fumin(北京科技大学・北京,100083)

杜波,陈寒秋,回胜利,Du Bo,Chen Hanqiu,Hui Shengli(平顶山煤业集团有限责任公司八矿・平顶山,467000)

刊 名：中国矿业 ISTIC PKU英文刊名：CHINA MINING MAGAZINE 年，卷(期)：2007 16(5) 分类号：P91 TD77 X928 关键词：矿井灾害   地理信息系统   应急辅助决策   数据库

篇7：矿井掘进机自动化控制技术研究

摘要：为解决人工操作掘进机截割煤巷成形效果差、效率低、强度高等问题，借助较为成熟的PLC控制技术，截割自动化控制采用慢启慢停加速控制以及对截割臂摆动速度分阶段调节。通过工业性实践表明，掘进机截割煤巷在自动化控制下，巷道平整，安全性高，成巷速度快，为矿井生产效益提供了有力保障。

关键词：自动化控制掘进机传感器A/D转换器

随着科学技术的进步，掘进机截割巷道的生产逐渐发展成为自动化控制，实现无人值守的掘进工作面，确保巷道断面自动截割成形质量以及精准调控截割臂摆动速率[1-2]。因此，以某矿实际掘进巷道的生产条件和掘进机参数为基础，利用当前发展较为成熟的PLC自动控制器为中心，开展矿井掘进机截割煤岩自动化控制技术研究。

1掘进机结构参数

以EBZ200型悬臂式掘进机[3]作为研究对象，该型号掘进机主要适应全煤或者半煤半岩的岩石层，可截割单向抗压为95MPa强度的岩石，可形成宽度为2.5~6.0m，高度为2.0~5.0m断面巷道，截割出来的最大巷道断面面积为3024m2，巷道坡度为±20°。该悬臂式掘进机主要有三大执行结构，分别为截割部、行走部、装运部，组成系统分别是供电、液压、进排水三个体系，实现掘进机功能的动作主要靠机械部件和液压元件完成。EBZ200型掘进机因采用了液压、控制器等，能够做到硬性截割与柔性曲线运转相结合，可显著提高掘进效率和巷道质量。EBZ200型悬臂式掘进机结构简图如图1所示，主要技术参数详见表1。

2截割自动化控制策略

掘进机截割自动控制技术[4]是以人工操作掘进机为数据参考基础，经过矿井现场掘进调研，操作司机是根据激光指向仪粗略估算掘进的定位，通过改变操作台上手柄来控制电流比例阀开口度，进而调控摆角，此时液压缸内流量达到适当位置，推动活塞杆运转，就实现了截割部垂直方向和水平方向的调换以及截割速度调节。操作司机通过肉眼观察截割部位，凭借经验对手柄控制操作。但由于井下工作环境恶劣，作业条件极差，视线受井下煤尘等杂物干扰，造成操作司机难以精准把控，截割断面坑坑洼洼，与设计值偏差较大，截割头摆动严重，为提高掘进机截割效果，决定采用自动化控制技术来对掘进机进行控制。可编程控制器PLC具有逻辑判断分析能力，通过检测传感器收集到的信息数据，再经过相应处理后，发出控制指令，在激光定位系统配合下控制液压系统、电气系统以及机械结构发生准确的动作。自动化控制技术对掘进机截割实现控制原理见下页图2所示。为了精准控制掘进机截割巷道，自动化控制采用慢启慢停加速控制以及对截割臂摆动速度采用分阶段控制调节策略，见下页图3所示。慢启慢停主要是确保巷道断面成形精度、保护电机使用寿命、防止截割头因急停、急启动造成剧烈振动而损伤；分阶段调节截割臂运行速度主要是确保液压系统能够及时供液、截割中实现无极调速和保持电机恒定功率运行。

3自动控制元器件选择

掘进机自动控制系统硬件主要包含PLC控制器、模块、电源、控制板、线路、检测传感器、转换器等，图4为掘进机自动控制系统的`部分硬件设施。3.1传感器为了精准定位，确保掘进机截割臂截割轨迹达到设计值，因此选用重力摆式倾角检测传感器，该传感器是磁敏电阻型，能够实现无接触触点精密检测倾角，可实时检测掘进机掘进期间截割臂在垂直方向的摆动角以及掘进机机身处于的角度。为了检测截割臂水平方向的摆动角，选用SMR磁敏感传感器，该传感器具有编码器功能，在工作中与感应齿配合使用。截割头的伸长量检测选择行程传感器，考虑精度和位置因素，行程传感器安装在油缸内。在自动化控制当中选用型号为CHY-220AS/V电流检查传感器，该传感器具有将采集到的掘进机电机电流信息经过变送器作用转换成自动控制器PLC需要的标准数据信息。该电流传感器能够检测到0~220A范围内的电流，输送线性度为1.2%，供电电压范围在10~20V，经过转换后输出的电流信号范围为0~25mA。3.2A/D转换器为了转换数据信息，在PLC控制器扩展口上选用FX2N-4AD型A/D转换器。A/D转换器共计四个传输通道，在接收的过程中，能够把模拟信号数据转换为数字信息。信号分辨率的最大值高达16位，电压和电流输入/输出信号均是在接线端与转换器进行变换，转换后的电压范围值在-10~10V，电流信号范围为-20~20mA，PLC控制器发出FROM/TO指令通过传输通道达到执行元件[5]。

4自动控制实现功能

在人工操作掘进基础上，通过模拟仿真以及试验等手段，在PLC控制器上开发可编程序语言，包含掘进机截割路径、摇臂摆动角度、截割头速度调节等内容，在开关转换以及启停按钮变换自动调节掘进机截割臂动作、方向、作用力等。为了确保巷道断面成形质量以及煤壁巷帮平整，自动控制器需要控制摇臂进行扫底工作。在掘进机工作期间，对摇臂摆动速度设定为高、中、低三种速度，A/D转换器将变送器收集到的电流信号进行转换，转换后得到掘进机截割电机电压信号范围为0~5V，并把该范围的电压值分为三个档次与速度档次相匹配，即截割臂高速摆动对应的电压为0~2V，截割臂中速摆动对应的电压为2~4V，截割臂低速摆动对应的电压为4~5V，分别在三个对应的比例放大器作用下输出三种不同的电流信息，自动控制掘进机截割流程如图5所示。

5工程实践

自动化控制EBZ200型悬臂式掘进机在某矿井下半煤岩巷进行了工业性实践。掘进机在自动化PLC技术控制下，与设计值相比，巷道两帮误差均值为321.6mm，单边误差均值为152.5mm，均小于人工操作误差均值。机身初始位置在巷道中心线上，无明显偏差，单边定位精度小于30mm，回转定位精度小于15mm，连续完成断面截割和扫底动作，自动截割运行效果良好，截割的断面完全满足使用要求，在掘进过程中，掘进机未出现机械故障。人工操作至少需要人数为8人，在自动化控制技术下，人员数量5人即可进行巷道掘进。在自动化PLC技术控制下，实现了快速掘进，降低了工人劳动强度，提高了巷道断面质量和生产效率。

[4]赵东升.悬臂掘进机工作机构自动控制系统的研究[D].西安：西安科技大学，.

[5]刘桂兰，祖国建.煤矿皮带机的PLC改造[J].煤炭技术，，30（7）：7-9.

篇8：矿井提升机系统发展浅谈

国内使用的矿井提升机有多绳摩擦式提升机和单绳缠绕式提升机两种。多绳摩擦式提升机以中信重工机械股份有限公司生产的JKM (D) E型和上海冶金矿山机械厂生产的JKM (D) 提升机占据主导地位。单绳缠绕式提升机以中信重工机械股份有限公司JK型2-5m系列为主[1]。国外矿井提升设备生产厂家主要有瑞士ABB公司、德国G.H.H、DEMAG、EPR公司和美国AEG公司, 能够根据用户不同需求提供成套设备。

二、控制系统发展

国内使用的矿井提升机控制系统很大一部分仍在使用继电器-接触器控制方式, 频繁启停提升机会使接触器产生电气火花, 且不能实现提升机的无级调速。随着PLC控制技术在工业生产过程中的广泛应用, PLC控制器被应用于矿井提升机系统。控制器硬件结构能够代替传统控制方式中的继电器, 省去大量的时间继电器和中间继电器, 减少了继电器之间线路接触不良造成的故障。将人机交互设备与PLC控制器进行连接, 操作人员能够随时参与系统控制, 提高系统可靠性。

ABB公司和西门子公司已开发出专门的提升机控制软件, 能够满足用户对提升机的不同功能需求。

三、监测系统

监测系统是保障提升机安全运行不可缺少的部分。监测系统包括电流、电压、速度、深度、液压油位及温度等。通过检测旋转编码器的实时信号, 能够计算出提升机的运行速度及箕斗的位置, 从而判断系统是否超速运行, 防止停车不及时造成过卷或者损坏井架。为了使速度的控制更加准确, 同时保证变频器输出电流不因速度的降低而减小, 对变频器和电动机运行速度控制引入了闭环系统。

液压泵站为提升机提供制动动力, 通过检测液压泵站的油位、温度信号, 实时反应液压泵站的运行工况, 避免设备因油位不足或设备长时间高温运行, 影响提升机的制动能力。

电机温度是判断电机运行工况的重要指标, 通过实时检测电机温度并根据温度信号历史曲线能够方便判断出电机的运行工况。一旦检测到故障信号, 就能通过报警回路报警或通过安全回路实现抱闸停车。

四、传动系统

对于早期的提升机拖到系统来说采用直流电动机驱动, 能够实现系统的无级调速。由于提升容量的增加, 电机的功率越来越高, 电机尺寸、碳刷成为直流电机发展的制约因素。对于相同功率的电机来说, 交流电机的尺寸小得多, 并能获得与直流电机相同的运行效果。

随着大功率变频技术的日益成熟, 变频器代替传统的异步交流电动机转子串电阻, 实现系统的无级调速运行, 大功率交流电机得到广泛应用。应用于直流电动机控制的全数字直流调速装置, 能够满足提升机低速重载启动, 电机与提升机滚筒直接相连, 不需经过减速装置, 降低了系统的维护量, 提高了提升机的运行可靠[2,3]。

五、制动系统

制动装置是矿井提升机的重要组成部分, 对矿井提升机的安全运行起着十分重要的作用。一套完善的矿井提升设备, 具备机械制动和电气制动两种功能。

机械制动装置由执行机构和传动系统两部分组成。制动闸是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的机构, 按结构可分为轮式制动闸和盘式制动闸。

电气制动有发电制动和动力制动两种方式。动力制动由制动电源和有关控制装置组成, 它能够获得足够大的制动力矩, 且调节控制简单, 在矿井提升机中获得广泛应用。

六、结束语

直流调速技术、PLC控制技术、人机交互软件在矿井提升机控制中应用越来越广泛, 提升机控制系统已不是一个孤立的系统, 而是矿井自动化系统中的一部分, 在监控中心显示提升机的运行工况, 极大地提高了系统的安全运行水平。提升机生产厂家可开发与其产品相配套的控制系统, 更好地提高提升机的可靠性、可控性和安全性[4]。

摘要：在介绍矿井提升机应用现状的基础上, 论述了提升机的控制系统、监控系统、传动系统、制动系统发展。通过将提升机系统作为矿井自动化系统的一部分, 能够实时反应提升机的运行工况, 实现提升机的无人值守, 提高提升机的自动化控制水平。

关键词：矿井提升机,控制系统,监控系统,无人值守

参考文献

[1]徐凤岐.谈谈我国矿井提升机的未来发展[J].矿山机械, 2009, 11:61-63.

[2]王清灵, 龚幼民.现代矿井提升机电控系统[M].北京:机械工业出版社, 1996.

[3]任雪振.矿井提升机电控设备的现状及发展[J].矿山机械, 2001, 5:38-40.

篇9：矿井提升机控制系统发展的研究论文

关键词：矿井；提升系统；监控与故障；诊断

中图分类号： X752 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）18-187-2

0 引言

随着煤矿事故的不断发生，为能够确保提升机在矿井的生产运作过程中，正常安全地运行，需要着重对提升机系统有一个精确的监控，以用高效的故障诊断技术，从而对于矿井提升系统的安全生产起到一定的积极作用。本文结合目前矿井提升系统的监控与故障诊断技术的现状，进行分析，并对一些常见的故障形式采取相应的措施方法。

1 矿井提升系统监控与故障诊断的技术现状

1.1 矿井提升系统监控技术现状

对于矿井提升系统的监控技术主要包括以下几个方面。其一，对于矿井提升机的运行状态，可以从提升机的提升方向、高度以及速度等方面来进行监测；其二，提升机的液压制动系统的监控，具体包含有制动的力矩、液压油油温和油压，以及空运时间等这些重要的参数；其三，提升机钢丝的监测，主要是从钢丝绳的张力、直径以及钢丝绳的润滑等这些方面进行监控；其四，提升机的电动力以及传动部分的监测，主要是通过提升机的工作电压、电流以及电动机的功率、减速器油压等这些方面来进行监控。

由于国外对矿井提升系统监控的研究时间比早，因而现在已经达到了比较高的水平，不仅使得矿井提升系统在设计上更加地合理，而且還能够通过对提升机系统的重点环节进行监控，从而实现一种双重保护的效果。虽然国外的这种矿井提升系统监控稳定性非常地好，但在价格上还是比较昂贵的，因而对于国内一些小的矿井而言还是难以承受的。

1.2 矿井提升系统故障诊断现状

随着网络技术与信息化的不断普及，矿井提升系统的故障诊断也有用了网络技术与计算机技术，以及测试的技术信号分析，数据处理技术等，通过对数据的相关分析处理，从而及时、准确地判断出矿井提升系统的故障所在，包括故障的类型、所发生部位与原因，从而提出相关的维修建议。通常情况下表现为以下三种方法。

1.2.1 对于模型的解析法

采用传感、摩擦理论以及机械振动的理论知识，从而达到对矿井提升系统的故障模型分析，建立起矿井提升机齿轮箱动力学的一种模型，对于矿井提升机的变载荷齿轮减速箱的故障诊断非常地有帮助。

1.2.2 信息处理法

小波神经网络的方法可以对矿井提升机的钢丝绳的磨损度以及空动时间、残压、制动的盘偏摆度等这些关键性的参数起到一定的故障预报效果，通过对信息的处理，能够准确、合理地诊断出矿井提升机在运行过程中早期出现的故障，并且其分辨率非常地高。

1.2.3 采用知识法

把神经网络与专家的系统相融合，然后再有效地结合矿井提升系统所常出现故障的深浅知识，然后用深度优化的搜索，进行正反向混合推理的策略，从而建立起一种故障树的模型，有效的运用于矿井提升系统故障诊断系统的设计方法中来。除此之外，在近几年来的国内外学者对于矿井提升系统故障的诊断，还有效的利用了现代的诊断技术，如数学模型、人工智能以及新型的信息手断等，进行了有效的研究，由于不是很成熟，很少能够被成功地运用于实际工作中。

2 矿井提升系统监控与故障诊断的发展趋势

如果把矿井提升系统监控与故障诊断技术有效地运用于实际工作中，从而可以有效地提高矿井提升机的安全可靠运行，为矿井的安全生产提供一份保障。随着人们对于矿井提升系统监控与故障诊断技术的不断深入研究，采用了各种科学的方法进行相互融合、渗透的方法，所提出了智能化监控与诊断技术，并且被广泛的所运用。其具体体现在以下几个方面。

2.1 结构

对于矿井提升机系统的监控与故障诊断的技术正在逐渐地向网络化方向转变发展。

2.2 监测方式

对于矿井提升机的监测方式，采用了一种新型的在线监测，从而成功的替代了传统的巡回、定期监测，有效地提高了对设备的监测效率，并且可以做到实时故障诊断。

2.3 软件设计

在软件的设计上，采用了多任选并行的处理系统，从而取代了陈旧的单任务系统，并且在软件的设计过程中增加了数据库存设计、通讯处理以及推理设计等，并且对其分布进行了具体的优化处理。

2.4 监测参数

由之前的单参数监测逐渐地转变成为多系统多参数的一种监测参数设置，从而能够为后期的故障诊断提供最为原始的数据分析。

2.5 系统功能

对于矿井提升机的系统功能渐渐地向智能化、快捷、灵敏的方向发展，并且其诊断方式有现场诊断与远程诊断相融合。

2.6 故障诊断方法

在原来单参数单诊断的方法基础上，采用了多诊断多方法的故障诊断系统进行互补，从而使得故障诊断方法更加有效、精准。

3 常见的故障形式

在矿井中经常会由于不同的原因而发生故障，下面以具体的事故来了解一下常见的故障形式有哪些？

3.1 过卷事故

这种事故的发生可以分为上提过卷和下放过卷两种，其中的上提过卷是由于矿井提升机的提升容器在到达地面时没有停止，从而超过井口的位置保持继续地上行，从而造成一定的事故，最后导致把井架拉倒，或者是由于钢丝绳的断裂而把提升容器掉入到井底。而下提过卷则是当矿井提升机的提升容器到达井底时，还没有减速停止，导致与井底的其他装置发生碰撞。对于运行过程中的矿井提升机，其提升容器的速度过快、过慢以及停止的位置不准确，都会导致事故的发展，而其中最为严重的故障之一就是过卷情况。

3.2 断绳事故

断绳的故障会给矿井带来致命的经济损失，在这个故障的发生过程中，可能会涉及工人的生命安全。而断绳故障的发生往往是由以下几个原因所造成。一是钢丝绳在使用过程中受到锈蚀，从而降低了钢丝绳的抗冲击力度。二是由于钢丝绳的磨损。三是长时间的反复弯曲导致了钢丝绳的疲劳，使得其强度降低。四是钢丝绳在使用过程中经常会受到冲击与振动。五是钢丝绳的超越。除此之外，对于设备的不及时检修、操作不当等原因都会导致钢丝绳在使用过程中会出现故障。

4 提升矿井提升系统监控与故障诊断效果

4.1 对于提升机常见的故障形式与代码进行提升

对于在矿井提升机运行过程中所出现的故障，如空动时间过长、轴承过热、电机超速等故障形式，建立起一个数据库存，并且针对不同的机械故障形式进行代码编制，从有助于提升机诊断系统的建立，如在进行编码过程中，对于代码的编制可以采用故障发生的部位与故障形式的汉语拼音相结合的方式。

4.2 矿井提升机监测与故障诊断的硬件系统的合理性

矿井提升机监测与故障诊断的硬件系统通常包括有传感器、采集卡以及计算机设备等，当传感器的输出与采集卡输入的电气特性相匹配，需要有一个合理的信号调理电路来做支撑，与此同时，还能够提高系统的抗干扰能力。

4.3 矿井提升机监测与故障诊断软件系统的有效性

对于监测与故障诊断的系统软件设计方案，可以设置多个功能，如参数的管理、在线的监测以及故障诊断、系统管理等，并且设置一定的权限管理，对于使用者，要进行先注册登记，并且其所提供的资料真实有效。另外就是对于故障与历史数据的查询功能，对于其诊断分析非常的有帮助，而对于提升机的监测与故障诊断系统的报表可以自动生成功能，并进行打印，从而方便了各个部门之间的资源共享与交流。而对于参数管理模块的设置，都是需要通过硬件系统在运行过程中所采集到了相关数据，来进行正确的设置。

随着科学技术与信息化的不断发展，对于矿井提升系统的监測与故障诊断方案除了需要有扎实的理论做基础之外，渐渐地运用了科学技术与信息化的方法，从而能够更加精准的预测与判断出矿井提升机运行过程中的问题与故障，并采取相应的方案进行解决，从而把故障降到最低，有效提高提升机在矿井运作过程中的安全性，减少一些不必要的经济损失。

参 考 文 献

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