提升机限速保护装置的设计文献综述摘 要：提升机是矿井生产中的重要设备，矿井开采、井下所需物资的运送及人员的上下井等都是通过提升机运行实现的。为确保矿井提升机安全、可靠、高效地运行，必须采用独立的提升机综合保护装置，本课题主要研究限速保护装置。关键词：提升机；安全；综合保护；限速保护 1传统矿井提升机的现状和问题及走向传统的矿井提升机大多数采用绕线型异步电动机转子串电阻的交流调速系统，这种方法初期投资少，维护容易。但是这些提升机都是上个世纪60年代到70年代的产品，各项保护都采用机械机构与继电机的材料在性能上容易被破坏。使电机在运行中不明原因的故障增加。修理人员在修理时无从下手，从而增加了修理难度，电机的使用寿命也会严重降低，在可能的条件下最好不要采用。随着PLC技术日臻成熟地出现，给矿井提升机电气控制系统的发展提供了稳固的安全保障。矿井交流提升机电气控制系统由20世纪60-70年代直流发电机组调速，到20世纪80-90年代晶闸管可控硅动力制动装置，再到进入21世纪矿井提升机电气控制系统采用PLC控制技术替代传统继电-接触器控制方式历经40年的发展变化，矿用提升机自动控制系统已经取得了飞跃的发展。，传统提升机的保护基本上是单线保护，一旦某项保护装置因任何原因而失效，提升装置即失去该项保护，从而导致事故。显然，如果每项保护都是双线的，即每项保护都有两套相互独立的保护装置，一旦一套保护装置失效，另一套保护装置可以继续发挥保护作用，保护的可靠性就必然得到提高，提升装置的安全运行水平也就相应得到提高。基于这一优点，有些国家，例如英国国家煤炭局就要求所有的缠绕式和摩擦轮式提升机安装机械和电子双重连续保护装置。我国提升机限速保护装置的文献综述2原煤炭工业部提出增设后备保护这一措施，其目的也是要使我国矿井提升装置的保护走向双线制，以改善提升安全运行状况。而提升机综合后备保护装置是在提升机原有保护功能上新增加的一套综合后备自动保护装置，能使电控系统中的深度指示器部分纳入双线并行工作，且相互独立，使提升机的保护形成了双线，提高了安全性能。我国早期投产的煤矿中，其提升机控制核心采用继电器为主要控制元件，存在触点多、接线复杂而导致可靠性不高、维护困难等弊病。可编程控制器PLC由于具有抗干扰能力强、适应性强、性价比高、性能稳定等特点，就成了最好的选择，它不仅可解决继电器控制系统无法克服的弊病，同时能与上位机进行通信，实现计算机对煤矿的监控，在国内外工业控制领域得到了广泛的应用。利用现代工业计算机技术(可编程控制器PLC)对提升机的运行状态进行连续快速的检测，并将测量的提升机或绞车运行瞬时参数与微机内的标准参数相比较进而对提升机加速段、等速段、减速段、爬行段、井口的卡箕斗、过卷及深度指示器的运行状况进行实时监测保护，并且具有提升信号硅示、寄存、方向闭锁、提升钩数累计等功能。提升容器运行到每一深度的时间及对应的瞬时速度都能够记录，当它们超过允许值时进行保护。2矿井提升机综合后被保护装置 2.1矿井提升机综合后被保护装置必须具备的功能 2.1.1 提升容器的行程和速度检测及显示功能行程显示精度01 m，速度显示精度01 ms；安全制动停车时，应能记忆并显示故障时的容器位置及速度。2.1.2 保护功能等速段保护：在等速段，速度超过最大提升速度15时；减速段保护：在减速段。速度超过设定的极限保护范嗣时；爬行段保护：在爬行段，速度超过2ms时；过卷保护：当提升容器超过正常停车位置O5 m时应能发出保护控制信号，并伴有声光报警及安全制动。深度指示器失效保护功能：当深度指示器提升机限速保护装置的文献综述3失效时，行程在3m内装置发出声光信号当容器接近终端2 ms限速点位置时，装置能发出保护控制信号并伴有声光报警及安全制动。卡箕斗保护功能：当箕斗被卡阻不能顺利通过卸载曲轨时，装置能发出保护控制信号，并伴有声光报警及安全制动。2.1.3 等速段超速保护、爬行段限速保护及过卷保护等速段超速保护、爬行段限速保护、过卷保护情况见表1。表 l 等速段超速保护、爬行段限速保护及过卷保护2.1.4 减速段限速保护功能当原速度限制器因故障不能有效的限制减速段的速度时，应能自动监视并限制减速段的速度，保护容器在接近终端停车位置时，速度不超过 2m/s；当速度超过限速保护范围时，应安全制动，并有显示。2.1.5 减速点后备保护功能提升容器到达设定的减速位置装置自动发送减速控制信号，装置继电器KA2动作并伴有声光信号指示。正常提升过程巾，装置继电器KA2在每次提升过程中的减速点位置时都会动作，不论提升机电控系统的原减速信号是否正常动作。2.1.6 深度指示器失效保护功能提升机运行时，装置对电机轴旋转编码器的信号与深度指示器失效传感器的信号进行比较，判断深度指示器是否失效。装置判断深度指示器失效后，行程在3m内，装置发出声光信号。2.1.7卡箕斗保护功能箕斗卡阻不能顺利通过卸载曲轨时，保护继电器动作，并伴有声光报警。允许松绳量43 m。箕斗正常运行下放时，经过井筒传感器，装置会收到井简功能保护值方式等速段超速保护超速 15保护继电器动作，声光报警，并实现安全制动爬行段限速保护限速保护2ms保护继电器动作，声光报警，并实现安全制动过卷保护超过正常停车位置 05 m保护继电器动作，声光报警，并实现安全制动提升机限速保护装置的文献综述4传感器动作信号，否则为卡箕斗故障。2.1.8故障状态记忆功能当出现等速段超速、减速段超速、卡箕斗、深度指示器失效、2 ms区超速、过卷中的任何一项故障时，该时刻的提升容器位置值、速度值，故障名称、提升方向、时间被保存在装置的数据库内，可以在提升机停车后在TD220文本湿示器上查看。在同一提升过程中(没有改变提升方向的情况下)，如果出现1个以上的故障。故障状态的指示灯都会被记忆，但提升容器位置值、速度值和提升方向做障时间只保留第一次出现故障的内容。2.1.9提升方向指示功能右提升时装置前面板上的上提指示灯绿灯亮；右下降时，装置前面板上的下放指示灯红灯亮。提升机在任何位置停车后，提升方向指示灯表示为停车前提升容器的运行方向，指示灯为闪烁状态。2.2提升机综合型后备保护装置还应具备的功能及要求2.2.1满仓闭锁功能当井架接受仓满仓时，灯光显示，并闭锁信号回路；满仓信号不解除，不能开车。2.2.2松绳闭锁功能主井提升系统发生松绳时，声光报警并安全制动，同时，应闭锁给煤机。松绳解除后方可开动给煤机。2.2.3提升信号显示功能显示本次信号，记忆上次信号，并能方向闭锁，保证提升机按信号给出的方向运行。2.2.4钩数显示功能2.2.5其他保护功能2.3装置在设计必须遵循的原则提升机限速保护装置的文献综述5（1）装置应提高提升系统的安全水平，要做到由于装置自身故障或突然断电造成装置失效或退出运行时，不应导致紧急制动或影响原系统的正常运行。（2）装置各项功能的实现不应依赖于原电控系统及深度指示器。（3）凡采用间接测量容器行程的，应在井筒中（即容器实际运行的路程中）设置双码同步校正机关，以保证行程及速度的测量精度。（4）装置应具有良好的电磁兼容性，使其能适应绞车房的强电磁干扰环境。应采取各种有效的抗干扰措施，保证测量精度及各项保护功能的可靠实现。（5）应根据保护功能的要求设置输出继电器及适当的触电开闭方式。（6）所有配套的传感器应选用定型产品，井筒内装设的开关必须是经防爆检验的合格产品。（7）装置应有完整的自检功能，能及时发现并显示所配传感器的故障。（8）应力求减少对人的依赖，能方便地投入或运行，便于安装、调试及检修维护。提升机限速保护装置的文献综述6参考文献1梁南丁，周斐. 矿山机械设备电气控制M. 中国矿业大学出版社 2009:42-50 2刘一新. M1 23 B 型综合后备保护装置在矿井提升机的应用J山东煤炭科报，2010(01):533拾以超. PLC 在提升机系统后备保护装置中的应用J广西轻工业，2008（12）：76-774王一志，王绍岩. 后备综合保护装置在矿井提升机中的应用 J煤炭技术，2007（11）：25-265李媛.KHTl2矿井提升机综合后备保护装置的研究与应用J科技情报开发和经济，2007(07):225-2266 李秀娟， 曹毅， 李华伟， 徐回忆. 基于PLC的矿井提升机后备保护器设计J 工矿自动化，2007（12）7 杨彬，愈国弘，彭树国.提升机限速保护控制的改进与网络管理系统的实现J矿山机械，2009（18）：71-728 丁世忠.矿井提升机减速运行阶段电气保护的改进设计J非金属矿，2007(09):53-559 陆磊,张新.矿井提升机综合后备保护装置J煤矿机械，2006（12）：120-12110 张新.矿井提升机综合后备保护装置的研制 J科技创新，2007（09）：52-5311王晓华.提升机减速限速保护在建井中的应用J能源技术与管理，2006(02):90-92