一、用途及適用范圍

礦井提升機是機、電、液一體化的大型機械，是礦井生產(chǎn)的咽喉，其運行安全性直接影響著礦井的生產(chǎn)能力和人員、設(shè)備的安全。我公司生產(chǎn)的TS-V100型交流變頻提升機電控裝置適用于交流繞線式異步電動機傳動的單繩纏繞式礦井提升機和多繩摩擦式礦井提升機，可以與新安裝的提升機配套，也適合對提升機電控的技術(shù)改造。

電控設(shè)備適用于以下使用場所：

a．海拔高度不超過1000米，如超過這個海拔高度，元器件在功率、容量方面應(yīng)按海拔高度的增加，適當(dāng)降容使用，并考慮一些元器件的安全爬電距離等的安全參數(shù)；

b．使用環(huán)境溫度不高于40℃，不低于–10℃；

c．相對濕度不超過85%；

d．在沒有導(dǎo)電塵埃及對金屬和絕緣有破壞性的氣體；

e．在無劇烈振動、顛簸的場所；

f．沒有強磁場作用；

g．特殊使用場合必須在定貨時提出，如要求防爆、防水等要求。

二、基本結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)

變頻器型號：AC60/AC80系列；控制電機型式：交流繞線式異步電動機或鼠籠式異步電動機；

控制電機容量：75kW～550kW；電機電壓等級：AC380V、AC660V、AC1140V；

提升速度顯示：0～99.99m/s；深度指示顯示：0～9999.9m；

制動油壓顯示：0～9.99MPa；制動正壓力顯示：0～9999.99KN；

三、系統(tǒng)主要特點

根據(jù)提升機的特點，采用無速度傳感器矢量控制技術(shù)的變頻器（AC80系列）對交流電機進行調(diào)速，啟動、停車及加減速，具有平穩(wěn)，節(jié)能、免維護的優(yōu)點。

加減速過程0～50Hz平滑調(diào)節(jié)，無功沖擊較小，功率因數(shù)高。全程無極調(diào)速，無機械沖擊，延長機械設(shè)備使用壽命。

采用了全數(shù)字速度、電流、位置閉環(huán)控制使提升機在任意速度下運行穩(wěn)定可靠并保持較高的運行效率。

操作和安全保護系統(tǒng)選用兩套不同配置的三菱公司的FX2N系列PLC，兩套PLC互為冗余控制。主輔PLC之間相互通訊及監(jiān)視，操作過程實現(xiàn)雙線控制方式，對提升機運行關(guān)鍵的信號（如速度、容器位置、安全、減速、過卷等等）均采用多線制保護，互為監(jiān)視。

PLC操作控制系統(tǒng)能完成提升機手動、半自動、檢修、驗繩、應(yīng)急及下放重物控制等各種運行方式的控制要求等?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)提升容器的位置與去向之間的距離及提升種類，自動選取最大的運行速度，提高系統(tǒng)的運行效率。

手動運行：司機根據(jù)信號系統(tǒng)情況，通過速度給定器件主令控制器控制提升機在額定速度以下任意速度運行，自動減速、自動準(zhǔn)確停車，同時要受到行程控制器的限制。

半自動運行：在半自動運行邏輯具備條件時，司機根據(jù)系統(tǒng)情況通過按鈕開車，讓提升機完成一個提升循環(huán)，并具安全聯(lián)鎖；具有自動選擇去向，確定運行速度等功能，自動加速、自動減速、自動準(zhǔn)確停車。

檢修、驗繩和下放重物：檢修速度：0.3～0.5m/s。檢修時可手柄（0.3～0.5m/s）或按鈕開車（0.5m/s）?？筛鶕?jù)現(xiàn)場情況設(shè)計控制方式。

應(yīng)急控制：在任何運行方式下出現(xiàn)緊急情況，司機通過急停按鈕（腳踏開關(guān)）實施急停操作。

故障開車：在PLC部分控制電路出現(xiàn)故障情況下，提升機能實現(xiàn)低速應(yīng)急開車，速度<1.0m/s，并且具有《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的保護。

具有三條安全保護回路，其中，軟件安全回路兩條、硬件安全回路一條，關(guān)鍵環(huán)節(jié)采用三重或多重保護，比如過卷、超速等。多條安全保護回路之間互相冗余，保證礦山設(shè)備的高效、安全運轉(zhuǎn)。輕重故障具有聲、光報警或預(yù)報警。安全回路執(zhí)行繼電器為雙繼電器。

各子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)和信號交換實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化集中控制，使整個系統(tǒng)的外接線大量減少，整個電控系統(tǒng)的外部連線少于100芯，節(jié)省了安裝工期及費用。

系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程診斷功能，通過電話網(wǎng)絡(luò)對本提升機電控系統(tǒng)的各個輸入口、輸出口以及中間參量進行觀察、分析，能夠在較短的時間內(nèi)確定故障的原因并找到相應(yīng)的解決辦法，有利于與現(xiàn)場使用人員的技術(shù)溝通以及快速地處理故障及問題。

采取必要的硬件、軟件的抗干擾措施（隔離、濾波、合理的結(jié)構(gòu)及布線），確保整個系統(tǒng)不受電磁、供電電源的干擾，并對其它設(shè)備不產(chǎn)生危害性的干擾。

經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，使設(shè)備的性能更加強大，硬件包括接線更加整潔，如原來由繼電器進行隔離的線路均由光電隔離完成，使繼電器數(shù)目減少到最少的必要程度。

控制臺結(jié)構(gòu)形式：噴塑面板、模塊化組件、組合式結(jié)構(gòu)，美觀并且便于維修；柜體顏色：淺陀灰；控制臺為全密閉，防護等級高于IP54。

針對極端情況下的液壓制動失效，具備主動和被動安全保護相結(jié)合的多重保護措施：

作為主動安全保護手段之一，可提前發(fā)現(xiàn)事故隱患。采用壓力傳感器對液壓系統(tǒng)的油路情況進行動態(tài)檢測，檢測值進入PLC，并可以顯示出出油路回油情況，防止因為出油、回油導(dǎo)致的油路堵塞情況。

具有零速電氣安全制動保護功能：作為被動安全保護手段，在滿足《煤礦安全規(guī)程》要求的前提下，當(dāng)出現(xiàn)安全制動時，同時具有電氣安全制動功能，在零速電氣安全制動的作用下，提升容器會往較重的方向作脈動式向下滑行。避免故障擴大，最大程度地減小故障損失。

安全保護分為三類：

第一類，嚴(yán)重故障：立即斷開安全回路實施安全制動；

第二類，較嚴(yán)重故障：先減速到1m/s后實施安全制動，但如果發(fā)生第一類故障立即實施安全制動；

第三類為輕故障：允許一次開車，本次運行結(jié)束后不維修好不能再次開車；

第一類嚴(yán)重故障包括：等速過速、限速過速、包絡(luò)線超速、爬行段超速、高低壓電源故障、過流、變頻器故障、錯向、PLC故障、過卷、急停操作、網(wǎng)絡(luò)通訊故障、操車聯(lián)鎖、兩套測速組件同時損壞、井筒開關(guān)失靈、主回路失壓、速度比較錯誤、殘壓高、電機溫度過高等等；

第二類重故障包括：機械深度指示器失效、松繩保護、編碼器位置偏差過大、制動油路故障（油壓過高、堵塞）、閘瓦磨損、主回路過壓或接地或欠壓等等；

第三類輕故障：測速組件損壞、潤滑溫度高、潤滑油壓高/低、電機溫度報警、彈簧疲勞、閘盤偏擺、風(fēng)機失壓等等。

14）良好的拖動性能

采取濾波措施，諧波電流較小，滿足GB/T14549國標(biāo)要求。

可調(diào)斜率的加減速度給定值設(shè)定。

起動防沖擊控制(“Ｓ”化曲線給定)，在啟動制動的過程中使鋼繩振動最小，加、減速度變化率（限制鋼絲繩振動的沖擊限制值）≤0.4m/s2

預(yù)置起動力矩并與液壓制動器的油壓曲線形成可靠閉鎖，防止起動時容器倒轉(zhuǎn)。

預(yù)置停擎置力矩并與液壓制動器的油壓曲線形成可靠閉鎖，防止停車時容器倒轉(zhuǎn)。

具有過電流、堵轉(zhuǎn)、過速、絕緣檢測等幾十種完善的保護。

采用變頻矢量控制技術(shù)，實際速度緊跟預(yù)定速度變化，速度圖從等速段向減速段、減速段向爬行段過渡的平滑性好，與直流電動機拖動的礦井提升機相比，具有更優(yōu)的調(diào)速性能。

啟動力矩可達(dá)150％，通過力矩補償，在這基礎(chǔ)上還可增加30％～50％額定力矩，因此，重載零速啟動平穩(wěn)，這是現(xiàn)有同類技術(shù)所不具備的特性。

具有很好的堵轉(zhuǎn)特性，堵轉(zhuǎn)電流可以隨意設(shè)定，并且實際電流值不會超過設(shè)定值；

具有強大的內(nèi)部軟件故障以及外部線路故障的診斷功能，在診斷到故障的情況下，裝置首先自動停止工作，防止故障進一步擴大，同時，進行準(zhǔn)確的故障報警。

四、系統(tǒng)功能

1．控制功能

a.根據(jù)提升工藝控制要求及信號系統(tǒng)發(fā)出的信號指示，控制提升機的啟動、運行、減速、停車等過程，運行平穩(wěn)可靠。

b.實現(xiàn)提升機的半自動或手動運行，滿足提升機控制工藝要求及各種安全聯(lián)鎖保護的要求。

c.實現(xiàn)提升機的行程監(jiān)視和位置閉環(huán)控制，具有完善的深度、速度顯示及控制功能。

d.實現(xiàn)提升機工作的PLC控制，硬件配置簡單，軟件編程靈活，調(diào)試方便且維護量小。系統(tǒng)動靜性能好，具有良好的閉環(huán)性能。

e.設(shè)計更加合理，機電配合更加協(xié)調(diào)，整機可靠性高。

f.提高了礦井提升機運行的安全可靠性和控制技術(shù)的水平，對降低設(shè)備的故障率，提高生產(chǎn)效率，減輕操作人員的勞動強度發(fā)揮著重要的作用。

2．安全保護及聯(lián)鎖功能

安全回路閉鎖了提升機的運行條件，只有當(dāng)外部設(shè)備運行正常，具備開車條件后，才允許提升機運轉(zhuǎn)；安全回路閉鎖了提升機的全部重故障保護信號，故障一旦發(fā)生，提升機立即進行緊急制動；對于提升系統(tǒng)出現(xiàn)的輕故障，允許完成本次提升，待排除故障后，提升機方可繼續(xù)運行。

3．完善的綜合后備保護功能

a.利用雙路光電編碼器實現(xiàn)對提升機的運行速度及位置的數(shù)字化檢測和控制，提高系統(tǒng)的控制精度及可靠性。

b.安全回路雙冗余，至少有一路軟件安全回路，一路硬件安全回路。

c.PLC部分檢測電路出現(xiàn)故障無法用PLC開車的情況下，可以應(yīng)急進行低速簡易開車并具有必要的安全保護。

d.一路速度及深度檢測有問題而另一路正常的情況下，可以用PLC進行限速開車。

e.自動發(fā)出位置信號，如減速、停車、定點、過卷信號等，重要的點如減速點、過卷等有兩路以上共同起作用。

f.有深度指示器失效保護、運行方向錯誤保護、松繩保護或鋼繩滑動保護、減速檢測保護。

g.速度、深度有完全獨立的兩路，并進行相互比較，比較時間間隔不大于1秒，速度、深度值不正確的情況下，會采取必要的阻止事故擴散的措施。

五、性能特點

偉創(chuàng)電氣TS-V100型交流變頻提升機電控裝置具有多重保護措施，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，傳動平穩(wěn)，環(huán)境噪音低，效率高，運行安全可靠，且安裝調(diào)試簡單方便，非常適合新礦井提升機的配套及舊設(shè)備的升級改造。自TS-V100型交流變頻提升機電控裝置面世以來，現(xiàn)已批量的應(yīng)用在礦井提升機上，客戶反饋良好，對該套裝置體現(xiàn)出來的性能給出了高度的評價。