新形势下煤矿提升机电气控制系统的技术改造研究

李响

山东能源枣矿集团田陈煤矿 山东枣庄 277523

摘要：提升机设备是煤矿生产中的重要组成部分，其主要是对矿物、相关设备及工作人员等进行运输。目前，中国所使用的大多数提升机设备其自身生产过程中安全性及生产效率都比较高，但对该设备进行控制的电气控制系统却比较落后，甚至一些小型矿场因多方面因素的制约，其所使用的电气控制系统还是20世纪由国外引进而来的。电气控制系统的落后必将会对整个煤矿生产工作带来安全隐患，从而间接影响煤矿企业的利益，阻碍煤矿企业长远发展。在加上新形势下，工业生产也逐渐向着自动化、一体化方向发展，所以要想有效促使煤矿企业智能一体化的生产水平的实现，就要从电气控制系统的改造工作入手，只有切实提升了电气控制系统的技术水平，才能填补煤矿企业发展短板，从而促进企业长远稳定发展。

关键词：煤矿提升机；电气控制系统；技术改造

中图分类号：TD521 文献标识码：A

1.煤矿提升机电气控制系统现状

煤矿提升机电气系统主要由控制系统、速度控制以及监控系统三部分组成。从某种程度上来讲，提升机电气控制系统代表着煤炭行业的电气控制技术水平的高低。所以，煤矿提升机电气控制系统一直是国内外科研人员着重研究的热点。伴随着计算机和PLC技术的普及，煤矿提升机电气控制系统达到了一个新的水平，先进的电气控制系统已经可以通过微处理器进行数字化处理，实现了煤矿提升机的自动化控制。但是与世界上其他矿业发达的国家相比，我国的煤矿虽然体量巨大，但矿井十分分散，中小型矿井占绝大多数，规模化程度较低，这一国情成为了制约煤矿提升机电气控制系统得以发展的关键因素。目前我国的煤矿提升机电气控制系统水平从行程控制、监控方面、安全回路以及自动化水平四个方面来说，仍然处于中等阶段。行程控制方面，对速度的给定大多采用机械给定的方式，以计算机为控制系统核心，以时间设定的速度给定方式尚未得到大范围的应用。监控方面，自90年代开始，电气控制系统先后设计了数字位指示器以及上位机监控系统，大大改善了提升机安全状况；随着计算机技术在煤炭工业上的应用以及传感器功能的逐渐完善，监控系统的人机交互界面变得越来越友好。安全回路方面，随着计算机技术在煤炭工业上的应用越来越广泛，安全回路保护在线监测系统也变得越来越完备，在一定程度上完善了煤矿提升机的安全保护系统。自动化水平方面，受制于技术能力的不足，煤矿提升机的自动化程度较低，煤矿提升机控制系统依然需要作业人员亲自操作。

2电气控制系统组成分析

整套电气系统是由多个分系统组成，其包括主要控制系统、速度控制系统及监控系统等。对该系统进行改造，就要对每个分系统有透彻的了解。主要控制系统是整个电气控制体统的核心组成，主要负责对设备的启停、加减速等执行动作的控制，在对设备进行控制时，主控系统会自动与其它分系统进行交互，从而对设备的运行电流、实施速度有一个有效控制。调速系统主要是实现工作人员对设备进行速度调控作用，其通过接受主系统上的调控指令来对设备运行速度进行相应调整。监控系统是对设备的整个运行状态进行监控，通过将设备各项运行参数进行分析，来判断提升机设备是否属于正常工作状态，一旦发现有设备工作异常会立刻做出警报提示，来提示工作人员进行相应检修工作。

3煤矿提升机电气控制系统中存在的问题

基于我国煤矿提升机电气控制系统的现状，目前我国的电气控制系统所存在的问题主要是电气设备故障以及控制系统自动化程度较低。

(1)电气设备故障

电气设备发生故障是整个控制系统中比较常见的现象，根据故障程度的不同，其带来的后果影响度也不相同。电气设备控制一旦出现故障，轻则出现断轴、钢丝过卷等问题，重则出现油压设备或者制动油温等非运行类故障。

(2)电气控制系统自动化水平低

我国的电气控制系统在与计算机融合的技术水平上依然处于较低的阶段，所以电气控制系统的自动化程度无法得到有效的提升，这就导致系统在运行时主要存在以下几种问题：①在调整设备运行电机的速度时，主要采用交流回路的形式。因此，电机的运行过程主要是通过频繁使用接触器来实现方向的变换，不仅容易导致接触器设备出现烧毁现象，而且会导致弹簧逐渐失去弹性。这也是造成设备运行过程噪音大以及使用寿命短的直接原因。②控制系统主控制屏设备的布线形式为背后布线，并且布线较复杂，设备一旦出现故障，检修人员一时很难查找出故障点，大大降低了煤矿的生产效率。③电气控制系统元件较多，并且复杂程度较高，一旦系统出现故障，就会给检修人员增加检修难度，同样降低了煤炭的生产效率。④由于电气控制系统的自动化程度较低，其在运行过程中仍然需要人工控制，工人劳动强度大，一旦作业人员在系统运行过程中出现一点疏忽，很容易造成事故的发生。

4 电气控制系统技术改造措施分析

4.1 贮备技术改造

对于一些技术较为落后的老式设备，可以增加该系统的贮备单元来实现改造。由于老式的电气设备中自身保护性能有限，可能在设备出现故障时没有足够的保护机制使设备不受到损坏，所以针对于这种情况可增加该系统中的储备单元，当系统中某一单元出现故障时，可切换到相应的备用单元来达到继续维护设备运行的目的，从而有效避免因故障发生而使得设备无法继续工作的现象出现，提升煤矿生产的生产效率，降低生产风险。

4.2 PLC技术改造分析

PLC （可编程逻辑控制器） 技术是电气控制系统中的核心技术，可编程控制器是该技术实现的核心元件，其主要是由电源模块、中央处理器、贮存设备及外部拓展设备组成。PLC根据其内部结构的不同又分为固定式与组合式两种。固定式可编程控制器顾名思义其是一个不可进行拆卸的整体，这种控制器的灵活性较低，且一旦机器出现故障维修难度系数较大。组合式的可编程控制器灵活程度相比较前者来说较高，可按照一定的规则进行组合，另外还具有更高的外部拓展性，其应用的范围也比较广泛。对PLC技术的改造要首先要以提升对电气系统保护为主，只有增强了对电气控制系统保护，才能有效提升设备运行的安全性。例如，在设备正常运行的过程中，利用该项技术可对设备中的运载电流进行检测，从而有效避免电流过大、设备运行速度过快及线路断开等故障的发生。PLC技术中还具有语言报警功能，从而有效降低了设备的人工操作量。此外改造后的PLC技术还具有远程诊断功能，一旦设备在运行过程中出现异常，其工作人员可通过相关线路与PLC控制器进行连接，从而实现远程诊断的功能，增加了对设备故障诊断的灵活性。

4.3 指示技术改造

对于电气系统指示技术的改造，主要是对深度指示器进行改造，指示器可以向工作人员提升相关量度的数据。对于该设备的改造，主要进行更换新型的指示器设备。老式指示器通常为机械式的，其自身重量较大，且指示精度不高，再者工作人员需对指示器数值进行估读，从而降低了指示数值的精确性。所以针对与这种情况可更换新型电子指示器设备，其电子数值的形式显示，并增加了触摸功能，简化了繁琐的操作步骤，另外其设备的智能化程度也较高，可通过自身的分析功能，将采集到的数据进行内部分析，并以图表方式显示出来，为工作人员提供更加全面的指示数据。

结束语

主要对新形势下煤矿提升机电气控制系统技术改造进行了详细分析论述。目前中国大多数煤矿企业的电气控制水平还较低，还不能完全实现自动化生产。国家发展的新形势下，中国的煤矿企业要以提升煤矿生产的安全性及生产效率为主要目的进行改革，所以对于提升机设备电气控制技术的改造就显得尤为重要。详细分析目前中国在该系统运行时主要存在的问题及相应的技术改造措施，希望可对同行业工作者起到一定的借鉴意义，正确认识对电气控制系统的技术改造工作。

参考文献

［1］ 孙社民.浅谈煤矿提升机电气控制系统的技术改造［J］.山东煤炭科技，2014(10)：116-117.

［2］ 张益瑞.煤矿提升机电气控制系统的技术改造研究［J］.科技经济市场，2016(9)：34-36.