陈帅
安徽省皖北煤电集团有限责任公司五沟煤矿 安徽省淮北市 235131
摘要：现阶段，一般运用液压绞车提升斜巷高度，但是在实际操作过程仍然存在许多问题，在一定程度上影响了矿井的正常生产。针对变频调速绞车予以优化，可以切实降低其故障率，表现出较为突出的运行效果。通过变频调速技术的形式，针对局部扇风机和压缩机等多项设备予以优化改造，可以让矿井的产能得到切实提升，同时降低此过程中的能源损耗和成本投入。
关键词：变频绞车；斜巷提升；应用
由于煤矿的生产环境相对较为特殊，也因此提高了对于安全生产的要求。在煤矿领域之中，变频器的应用相对较晚，现阶段可以达到煤矿安全生产需求的防爆型变频器产品相对较少。为了切实提升斜巷的高度，普遍通过液压绞车的形式进行，但是在此过程中仍然存在许多问题有待解决，在一定程度上限制了矿井的正常生产，本文将对此展开探讨，并提出相应的优化措施。
1 原斜巷液压提升绞车存在的问题
首先，在实际使用阶段，油泵、阀类及马达等装置极易发生卡堵，在一定程度上影响了系统运行的稳定性，提高了系统失灵的风险；其次，由于液压油的存在，可能带来严重的污染，需要予以及时更换，也相应增加了施工成本；第三，阀类装置极易损坏，相应的配件更换成本和维修费用都相对较高；第四，系统的稳定性有待提升，存在较为突出的故障风险；第五，液压系统相对复杂，一旦出现故障，可能难以清晰分辨故障原因，相应提高了对于维护人员的技术要求；第六，液压系统存在较为突出的漏油风险，维护难度相对较高，可能造成严重的环境污染，导致工作量较大；第七，一旦液压绞车出现了故障问题，则需消耗较长的故障处理时间，需要针对系统之中的杂质予以清理，所耗时间相对较长，在一定程度上增加了矿井的经济损失[1]。
2 提升系统的主要构成和控制系统原理
矿井提升机一般由动力装置、变频装置、液压站、操作台和控制监视系统构成，控制系统的主要工作原理如下：需要司机在听到开车信号的第一时间按下启动按钮，向变频器之中施加660V左右的动力电源，同时，松开液压制动闸，以实现对于主令控制器的有效控制，让提升机得以维持高效运行。在实际提升阶段，需要通过PLC编程方式实现对于提升机运行速度曲线的有效控制，并借助A／D的方式予以转换，通过模拟量输出口进行数据输出，以充分保障变频器工作频率的要求。借助操作台速度控制手柄，实现对于辅助给定方式的有效控制，同时，利用旋转编码器的形式，针对主电动机的转速予以检测，将其传导至可编程控制器之中，结合这一信号，展开对于提升机运行速度和行走距离的监测，在监视器之中展示提升机的速度和位置信息。要求将车辆在上下车场运行时的速度设定为0.5m/s的匀速运行状态，以切实提升相关操作的安全性，并设置有效的速度提升转换装置，以实现对于相应情况下速度的有效区分，让人员提升的安全性得到充分保障。
3 变频调速主电路
变频器一般输出可调节的交流电源，需要在其控制输入回路之中接入一定频率的设定电路，借助PLC控制的方式输出相应的电压信号，以实现对于变频器频率的有效控制，其输出电压范围一般处于0—12v。此外，需要在变频器四周设置声光报警和制动单元，以实现对于变频器故障的及时预警和高效的安全制动，并据此展开对于控制系统的高效保护。
声光报警回路：需要在KMI的线圈电路内串联相应的动断（常闭）触点“30B一30C”，如果由于变频器故障而对其工作有效性造成影响。则需要将KMI线圈调整至失电状态，以断开变频器和电源装置，实现高效的安全保护。同时，为了有效避免报警输出触点发生损伤，需要通过联阻容吸的方式予以保护，并借助(常开)触点“30B一30A”闭合，促进报警指示灯HL和电笛HA联通，以实现良好的声光报警效果。在此时，可以让断电器KAl得电，并锁定声光报警电路，以确保声光报警可以在变频器断电后维持良好的运行效果，并在人为按下STI后，解除报警操作[2]。
4 PLC控制系统
这是一种依托于数字运算操作的电子系统，一般将微处理器作为核心设备，可以将计算机技术、通信技术和自动化控制技术予以整合，是一种较为新颖的自动控制装置，表现出高可靠性、便捷性、结构简单及易于编程等多种优势。在本调速系统之中运用了由德国两门子公司所生产的模块式PLCs7—300，一般由机架、信号模块、通信处理器、CPU模块、电源模块和功能模块、编程设备构成。
通过主令操作控制的形式，实现对于系统的高效管理，可以切实强化提升机和操作台之间的指令传递，为系统提供相应的指令信息，以充分调整相应电控系统的工作状态，让提升机得以依据原本的力图和速度图实现安全运行，并将其运行模式分成停车、启动、等速运行、减速及爬行等。结合其实际运行方式，可以实现对于变频器速度的给定控制，以切实提升容器的运行速度。
5 两种调速方式特性曲线的比较
针对绕线式异步电动机转子之中所串入的附加电阻予以调速处理，以相应提升电动机的转差率，让电动机得以在较低的转速之下维持良好的运行状态。其中所串入的电阻越大，则电动机的转速越小，相应的调速等级越低。转差功率一般可以借助发热的形式消耗与电阻之中，是一种有级调速的方式。
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通过模块式PLC操作控制的方式实施变频调速，可以有效转变电控系统的工作状态，结合预定的力图和速度图，让提升机得以维持良好的运行状态，同时，结合相应的运行方式，实现对于速度的有效控制，是一种无级调速的形式，且控制精度相对较高[3]。
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结束语：借助PLC与变频器相结合的方式，实现对于提升机系统的优化改造，可以有效降低故障概率，实现良好的节能效果。同时，利用PLC软件编程形式，为提升机和操作台提供相应的主速度和辅助速度，以实现良好的自动调速效果，操作难度相对较小。在系统之中加入同步开关，可以让其控制精度得到切实提升，以维持良好的运行状态，让矿井的生产需求得到切实满足。
参考文献：
[1]李亚峰. 变频器在煤矿斜井绞车设备中的运用对策[J]. 电子技术与软件工程, 2019, No.152(06):234-235.
[2]郭有红. 变频调速技术在煤矿提升绞车中的应用[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2019, 039(023):206-207.
[3]张永,赵伟. 新安矿井斜巷绞车智能化控制技术及系统研发应用[J]. 山东煤炭科技, 2020, No.241(09):211-212+219.
作者简介：陈帅（1989—），男，汉族，安徽省淮南市人，本科，工程师，研究方向：煤矿斜巷变频绞车安全运输、煤矿架空乘人装置安全运输。