浅析矿山提升机系统的自动化控制趋势

周午彭　吴启柱

摘要：矿山提升机是矿产企业的重要设备，在煤炭开采、有色金属开采以及黑色金属开采中发挥着重要作用。随着社会经济的发展，矿山提升机也逐渐向自动化趋势发展，其不仅有效地减少了人工操作失误问题，还有效地提升了企业的生产效率。基于此，文章分析了矿山提升机控制系統的发展现状，介绍了提升机自动化系统结构，并对矿山提升机系统自动化控制的发展趋势进行了研究。

关键词：矿山提升机；自动化控制；发展趋势

引言

矿山提升机在矿产企业的日常生产作业中发挥着重要的作用。通常情况下，煤炭开采和有色金属开采中往往会用到这一设备。随着科学技术的发展，矿山提升机也取得了巨大的进步，逐渐呈现出自动化的发展趋势。矿山提升机的自动化发展，能够有效地降低人工操作失误现象，大幅度地提升企业的生产效率，进而实现矿山行业的持续、稳定发展。

1矿山提升机控制系统发展现状

现阶段，矿山提升机主要被应用在煤矿、有色金属矿、黑色金属矿以及化工行业中，承担着运输矿产、工作人员以及材料等任务。因此，矿山提升机发挥着重要作用，承担着生产原料及工业制成品、工作人员的运输工作，直接影响着人员的生命安全及产品安全。与此同时，矿山提升机的性能直接影响着矿山的生产安全和矿山工作人员的生命安全。目前，我国的矿山提升机发展比较落后，在相当长的一段时间内，矿山提升机仍采用发达国家早已淘汰的控制系统，导致我国矿山的生产效率低下，生产安全得不到保障。

随着社会的发展，发达国家的矿山提升机控制技术已经达到了一个新的发展水平，矿山提升机的工作效率和安全性远远高于国内的矿山提升机。发达国家的矿山提升机已经全面采用了数字控制技术，在实际操作中实现了矿山提升机的自动化控制，比如，直直交拖动的全数字调速控制和交-交变流拖动的全数字变频控制技术。交-交变频技术的应用已经在一些研究机构得到了推广，而交-直-交变流技术还处于探索阶段，距离实际应用还有一段时间。

目前，国际领先水平的全自动控制系统龙头是属德国西门子公司和瑞典的ABB公司，其系统技术先进，操作简、单易学，功能强大且故障率低，是世界上大多数国家工业领域采用的主要控制系统。由于我国矿业企业的自动控制技术长期依赖国外进口，在企业的实际运营中增加了企业经营成本，极易受到发达国家技术垄断的影响，严重阻碍了我国矿业自动化控制的发展水平。

2主提升机自动化系统结构

主井提升机主要承担矿产的提升任务，因此，对其运行的基本要求是可靠性强，安全有保障，能够实现四个象限内的平稳启动、爬行和停车，以及等速、减速运行。

2.1主回路

电动机在电枢回路过程中主要通过运用两台整流变压器进行实际运行的供电，其中，一台电机为X形接线，另一台为Y形接线，但是其分别为连接到两台机器上的可逆型的变流柜上，构成12组能够可逆地整流电路运行模式。整个流通电路在输出的过程中，都要通过平衡电抗器进行电枢供电，这样的供电模式可以有效地减少电网以及高次谐波分量的影响，从而提升工作人员的工作效率，且每台电动机都会选用一台整流变压器进行合理供电运行，进而构成全数字自动化的磁场系统。

2.2全数字调节部分

为了实现相关内容的有效调节，可以通过自身的需求，合理地选择控制系统，比如，应用控制传动过程中的全数字调速系统，可以通过C163与C165高效能微处理器，共同承担电枢与励磁回路调节及传动控制功能。在软件系统内，通过参数构建的程序模块主要承担调节作用，其最为突出的一项优势特性是速度及转矩控制精准性较高。除此之外，此系统最为突出的技术特性为：第一，在内部安装R232通信接口；第二，实现对多种网络通信功能以及参数的自动优化功能；第三，电网电压波动范围不超过±10%；第四，静态速度精度应当基于脉冲买便器回馈数据±0.0%的范围区间内；第五，具备完整的故障检测及诊断功能。这一系统的控制、调节、监控等功能均可凭借微处理器完成，实现对系统结构的精准组态，且对各项调节器可达到自动优化的效果；第六，此系统具备故障显示、诊断、报警及保护等多种功能，给定与反馈均需通过数字量达成。

2.3操作台和监视器

操作台由左操作台、右操作台和指示操作台三部分构成。左操作台上有制动手柄、高压送电按钮、磁场送电按钮、快开控制按钮、安全复位按钮、紧停按钮、灯试验按钮、闸试验按钮、过卷旁通按钮等。右操作台上有主令操作手柄、工作方式选择开关、控制方式选择开关和信号联络按钮等。指示操作台左侧为监视器，指示台上有深度指示器、重要操作信号和故障信号指示灯以及运行参数显示仪表。监视器可实现入一机对话，有效地显示主回路、低压配电回路、提升系统、液压制动系统、装卸载系统和故障信息等画面，反映出提升机所有的运行参数和运行状态以及故障类型和故障发生时间。监视器能使司机，明确提升机的运行状况，在发生故障的情况下，司机能及时从监视器上了解到故障的类型及位置，及时通知维修人员排除故障，以缩短排除故障时间。

3 PLC控制器的功能

矿山提升机的自动化发展，离不开PLC控制器。近年来，随着矿山提升机自动化工作的不断推进，使用先进的PLC控制器取代传统的继电控制器，已经成为矿业工业的发展趋势。因此，做好PLC控制器的技术控制，矿山提升机的自动化发展，具有重要意义。

现阶段，PLC控制技术已经渗透于矿山提升机的各个操作元件中，有效地提高了矿山提升机运行的可靠性和安全性。在实际工作中，矿山提升机的操作人员可以通过PLC控制器内部微电脑控制元件，实现对提升机设备的速度调整、运行及停运等，减少了人为原因造成的操作失误，提高了设备的安全性和稳定性。PLC控制器是操作人员与矿山提升机对话的窗口，操作人员可以通过动态显示屏了解矿山提升机的工作状态和运行参数，有助于工作人员及时掌握设备的运行情况，一旦发现设备异常，可以通过PLC控制器迅速查找故障发生的位置，及时准确地排除故障，提高故障的排除率，减少因矿山提升机停运造成的经济损失，为提升企业的经济效益提供保障。

4 发展前景

4.1改进提升容器

主井箕斗将选用具备外动力的侧卸式，在装载方面可选用定量，箕斗不用将曲轨卸载，可经由减短循环时间，实现高效率的目的。

4.2平滑调速且具备高调速精度

为了能够达到工艺施工标准要求，相关人员必须要切实依据规定速度要求来运行，且需要保证电气传动系统的平滑调速。

4.3全数字化控制

通过引入微机控制系统后，在微机计算速度不断提升的背景下，储存器容量花、高级专用集成电路应用和软硬件组合将会通过一种新型化的方式，处理数字控制小型化问题。

结束语：随着科学技术的快速发展与进步，矿井提升机逐渐趋向于自动化的发展方向，PLC技术将会得到更加广泛的应用，大量的新型技术手段与方法也会得到全面性的应用。在矿井提升机控制系统发展过程中，相关人员需要整合多种功能，实现可视化、智能化、机电一体化的发展。同时，在新技术与新功能不断应用的背景下，矿山提升机的发展将迎来更大的市场前景。

参考文献：

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