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1、1 / 11 文档可自由编辑打印提升机变频调速绞车系统技术方案二零一零年三月2 / 11 文档可自由编辑打印矿井提升机变频调速绞车系统一、总体说明一、总体说明本提升机交流电控系统设备符合下列文件的规定和基本要求：1、 煤矿安全规程 （最新版） 。2、 金属非金属地下矿山安全规程 （GB16424-1996） 。3、 矿山电力设计规范 （GB50070-94） 。4、 JB4263-86 交流传动矿井提升机电控设备技术条件5、电控装置的电磁兼容性符合工业无线电干扰基本测量方法 （GB3907-83） 、电气设备的抗干扰特性基本测量方法 （GB4859-84） 。6、变频器和 PLC 均采用原装进
2、口的元器件。二、基本参数二、基本参数提升机基本参数2.1、主机型号：主井 JK-21.5；副井 JK-1.61.22.2、最大提升速度：主井 3.5m/s；副井 2.3m/s2.3、提升长度：主井 米，倾角 ；副井 米，倾角 2.4、电动机：型号：主井 YBJ 系列-4,155KW，380V。佳木斯或重庆电机厂。副井 YB2-112M-6 ,110KW，660V。佳木斯或重庆电机厂。三、变频调速电气控制系统概述三、变频调速电气控制系统概述（一）（一） 、提升机概述、提升机概述矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。煤矿
3、井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。煤车厢与火车的运货车厢类似，只不过高度和体积小一些。在井口有一绞车提升机，由电机经减速器带动卷筒旋转，钢丝绳在卷筒上缠绕数周挂上一列煤车车厢，在电机的驱动下将装满煤的列车从斜井拖上来或放下去。这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动，减速制动，而且电机的转速按一定规律变化。斜井提升机的机械结构示意图如图 1 所示。 图 1 提升机卷筒机械传动系统结构示意图 变频加能耗制动方案3 / 11 文档可自由编辑打印为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点，采用变频调速技术改造提升机，可以实现全频率(050Hz)范围内的恒转矩控制。对再生能量的处理
4、，可采用价格低廉的能耗制动方案。为安全性考虑，液压机械制动需要保留，并在设计过程中对液压机械制动和变频器的制动加以整合。矿井提升机变频调速方案如图 2 所示。系统的控制框图如下：4 / 11 文档可自由编辑打印电气原理图如下：5 / 11 文档可自由编辑打印主电路图主电路图X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 COMY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 C0M4DA4AD变频器0-10V输出PLC0-10V输出至变频器24V GND(380/220V)上升启动下降启动停止回馈故障变频故障闸信号故障复位反转停止回馈故障变频故障闸信号故障复位正转急停L1 L2L3N
5、工频停止变频急停KM2KM2KM1KM1KM3电位器输入2位转换开关AC220V高速计数6 / 11 文档可自由编辑打印 控制电路图控制电路图功能概述：功能概述：主回路采用矢量星变频器，它能够在所有要求苛刻的环境下出色地完成任务，并确保设备在整个生命周期均保持良好的操作性能和可靠性，并且采用能耗制动，简单可靠，维修简便；采用原装进口的三菱 FX2N 系列可编程控制器运行控制，具有双重或多重保护；配 10.4 大屏幕彩色液晶触摸屏作为上位机；系统的电磁兼容性符合工业无线电干扰基本测量方法 （GB3907-83） 、 电气设备的抗干扰特性基本测量方法 （GB4859-84） 。每套电气控制系统由电
6、源切换柜、变频柜、能量制动柜、司机操作台各 1 台设备构成，共 4 台。司机操作台装有触摸屏，负责对绞车进行各种操作；还装有相关指示仪表、转7 / 11 文档可自由编辑打印换开关、按钮、指示灯等。PLC 负责对绞车系统进行控制、保护等。（一）（一） 、系统电气控制设备的主要功能、系统电气控制设备的主要功能1、 司机操作台的主要功能司机操作台放置工业触摸屏作为上位监控系统，司功能模式有工变频选择开关，频率信号来源选择开关，急停开关，各种启动停止按钮，还装有必要的相关信号指示灯及仪表（如工作电压、工作电流） ，为在系统发生故障或其它必要操作时提供运行参数。绞车的运行速度可以有外部电位器实现无级调速
7、，或者有触摸屏里直接给定，方便又简单。2、司机操作台配有 10.4 寸触摸屏，具有友好的人机界面，如下图所示：采用多级多层可切换式操作菜单，显示直观，操作简便。通过触摸屏可实时显示系统运行状态、工作参数（如电机转速、绞车运行速度、等） ；可记录系统在各运行间段内的各参数变化值，并具有系统工作参数的运行趋势分析功能；3、PLC 控制系统由开关量输入（输出）部分、高速计数部分、通讯部分及模拟量输入（输出）模块等组成。4、参数设定或整定比较容易，使调试及维修工作更加简单方便。5、系统配有速度编码器等将相关参数采集传送至 PLC 内进行运算、处理，以便进行相应控制、保护。6、在控制柜的设计中，PLC
8、留有 15%的余量，可方便接入业主所要求的与运行相关的或参与控制保护的其它参数。（二）（二） 、电气控制系统的主要优点、电气控制系统的主要优点1、矢量型变频器有超群的力矩特性、精确的力矩限制、超群的响应性、快速8 / 11 文档可自由编辑打印速度搜索、简单自学习功能、安全精确的保护功能。例如启动向导、自定义编程、通用备件、通用的接口技术以及用于选型、调试和维护的通用技术软件工具。它是交流传动产品设计艺术的结晶，拥有出众的普适性，尤其使用于对系统的可靠性、动态性能、传动精度和过载能力有很高要求的驱动场合。它结构紧凑，配置灵活。它还具有高度集成和紧凑的结构设计，它内置了斩波器、逆变器，其内部还可以
9、同时安装 I/O 扩展模块、现场总线适配器模块、脉冲编码器接口模块或 PC 的接口模块，对这些模块，无任何附加空间和电缆的要求。2、核心部件 PLC 的可靠性高、抗干扰能力强，能在比较恶劣的环境条件下使用，在顺序控制、数据采集、函数计算等方面功能强大、使用灵活，从而使整个系统可靠性高、稳定性好，且能方便地适应工艺过程改变的要求，使得整个系统的性能价格比非常高，并充分满足了现场信息化的需求。同时这些核心部件的电源采用单独的变压器供电，并加滤波器滤波，实现稳定可靠运行。3、触摸屏采用优秀的耐环境性闪光表面构造，采用防尘、防湿结构，安装在司机操作台正面，系统工程师能方便、直观地修改工作参数。所有操作
10、均附有中文文字说明及操作向导，容易理解和操作。通过触摸屏上的模拟绞车，可以方便直观地显示绞车的运行位置、运行速度、停车位置等。4、采用集中控制的方式，主要电器的控制元件集中布置在控制柜中，而故障显示集中在司机操作台的触摸屏上，一目了然，增加了故障定位的准确性，减少了设备的维护的难度。5、元件布置相对集中，布线简洁，安装、维修容易，设备调试、维修非常方便。六、电控设备成套范围、电控设备成套范围1.主井绞车成套清单（非防爆）主井绞车成套清单（非防爆）序号名 称数量说 明价格1工变频切换柜1 台含刀开关、空气开关、主接触器等2变频柜1 台185 矢量重载型 380V 变频器及周边元件3制动系统1 套
11、200KW 制动系统9 / 11 文档可自由编辑打印4操纵台1 台含触摸屏、PLC5压力变送器1 只DACY 型6编码器3 套LF 型7不见断电源1 台精度高，UPS-10008电抗器2 套500A9绞车电机1 台YBJ 系列 155KW-4 级10减速机1 台10.3：111制动系统1 套制动功率 200KW12绞车1 套JK 2*1.5合计2.2.副井绞车成套清单（防爆型）副井绞车成套清单（防爆型）序号名 称数量说 明价格1工变频切换柜1 台含刀开关、空气开关、主接触器等2变频柜1 台160 矢量重载型 660V 变频器及周边元件3制动系统1 套200KW 制动系统4操纵台1 台含触摸屏、
12、PLC5压力变送器1 只DACY 型6编码器3 套LF 型7不见断电源1 台精度高，UPS-10008电抗器2 套500A9绞车电机1 台YB2-112M-6 级 110KW10减速机1 台8.5：111制动系统1 套制动功率 185KW12绞车1 套JK 2*1.5合计由于防爆的电器件价格贵，维护麻烦，故障率高，而且安全性能没有井上的好，对于副井绞车，特此推出另外一种方案。改造方案电机能够移到井上控制最好，如果不能。10 / 11 文档可自由编辑打印电机，绞车放在井下，绞车的电控系统部分移到井上，操作台在井下控制、监视系统。控制如图所示：该方案可行性该方案可行性1、 此方案已在贵阳修文丁家寨
13、煤矿实施过，该煤矿属于平井，电机位于井下 330M处，变频控制系统位于井上。工人在井下绞车前操作。2、 成本相对与井下来说，要低很多。3、 安全性能来说，在井上不会有瓦斯爆炸，安全系数高。4、 故障率，因为对于防爆产品，散热问题一直无法很好的解决，防爆产品本身的性能以及井下潮湿，粉尘大的恶劣环境造成电控产品的故障率非常高。在井上通风，散热好，故障率很小，一般不容易出问题。5、 维护，在井上维护设备不需要下井操作，提高工人的维护效率，减少维护量。11 / 11 文档可自由编辑打印副井系统配件（非防爆型）副井系统配件（非防爆型）序号名 称数量说 明价格1工变频切换柜1 台含刀开关、空气开关、主接触器等2变频柜1 台160 矢量重载型 660V 变频器及周边元件3制动系统1 套200KW 制动系统4操纵台（简易1 台5压力变送器1 只DACY 型6编码器3 套LF 型7不见断电源1 台精度高，UPS-10008电抗器1 套200A 9绞车电机1 台YB2-112M-6 级 110KW10减速机1 台8.5：111制动系统1 套制动功率 185KW12绞车1 套JK 2*1.513正弦波滤波稳压器1 套160KW合计备注：不含外部连接电缆及柜与柜备注：不含外部连接电缆及柜与柜( (台台) )之间电缆。之间电缆。 注：如有其他特殊要求，请在定货时提出。马工：二零一零年三月八日