梅山矿业副井提升机延伸改造的电控设计与研究

摘要

矿井提升机是矿山的咽喉，提升机的安全稳定顺行关系到一个矿山企业生产能否正常开展。无论是矿石提升还是人员、物资上下井都是矿井提升机运行的重要任务。矿井提升机号称矿山设备中的“飞机”，运行不上则下，一旦发生提升机安全事故，将会机毁人亡，因此提升的运行安全是矿山安全生产中的重中之重。提升机运行的安全保护、提升机良好的调速性能和良好的故障处理人机接口界面一直是提升机电控不断升级改善的重要目标。
　　梅山矿业公司副井提升机延伸改造项目是该矿二期延伸工程中的重要工程项目，此工程项目对提升机的机械部分和电气部分都进行了升级改造。电气部分的除了高压和整流变压器继续使用原有设备外，变流器、电动机、电控部分都需要进行设计选型。根据提升机速度图和力图计算出主回路功率，结合提升机供电电压选择主电机和变流器。采用当今主流PLC，西门子S7构建提升机电控网络，采用总线网络控制技术设计减少现场布线，同时也降低了现场因接线松动而带来的电气故障。采用上位监控计算机对提升机的运行情况进行记录和显示，形成良好的人机接口，为提升机运行监控和故障排查提供了有力支撑。选用ABB公司的闸控设备，为提升机的安全运行提供了可靠的制动保障。
　　该提升机系统经过选型、安装、调试和运行表明，电控系统选型合适，主电路各单元参数匹配良好，设备运行经济。电控部分调速性能优越，乘坐舒适性良好，提升机的安全保护齐全可靠，满足现场安全生产需要，达到预期改造目标。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题来源

1．1．1 课题的提出及研究意义

1．1．2 研究目标

1．2 矿井提升机国内外发展状况

1．2．1 国外提升机的发展情况

1．2．2 国内提升机的发展的现状与趋势

1．3 本章小结

第2章 提升机改造技术路线及方案设计

2．1 梅山副井提升机技术参数

2．2 梅山副井提升机系统方案的选择

2．2．1 提升机速度图与力图

2．2．2 矿井提升机工艺过程动力学分析

2．2．3 提升机拖动方式选择

2．2．4 提升电动机的选择

2．2．5 提升机的供电方案

2．2．6 提升机的控制系统方案

2．2．7 提升机的制动系统方案

2．2．8 梅山副井提升机的总体电控改造方案

2．3 本章小结

第3章 提升机传动及制动系统设计

3．1 直流电力拖动系统原理

3．1．1 直流电力拖动系统的组成

3．1．2 电枢换向的直流电力拖动系统机械特性和运转状态

3．1．3 提升机对调速系统的控制要求及调速指标

3．2 提升机选择计算

3．2．1 原始条件

3．2．2 速度图计算

3．2．3 力的计算

3．2．4 安全系数验算

3．2．5 各部位转动惯量计算

3．2．6 功率计算

3．2．7 最大件提升

3．2．8 重物下放时计算

3．3 提升机传动主电路的选择及保护

3．3．1 主电路额定值及连接形式的确定

3．3．2 变流变压器参数计算与选择

3．3 提升机制动系统的选择

3．3．1 ABB矿山提升机制动系统概述

3．3．2 ABB矿山提升机闸控系统制动原理

3．3．3 重力下放功能

3．4 本章小结

第4章 提升机主电控系统设计

4．1 副井提升机电控系统技术要求

4．1．1 副井提升机的提升工艺简介

4．1．2 副井提升机电控系统构成及功能要求

4．1．3 副井提升机电控系统改造后对操作方式改变的要求

4．2 PLC电控系统选型

4．2．1 PLC电控系统概述

4．2．2 西门子S7-300系列PLC简介及提升机电气控制系统架构设计

4．2．3 提升机现场控制信号点统计及PLC控制器I／O点资源分配

4．2．4 提升机PLC控制器系统网络及通讯方案

4．3 提升机电控系统外围电路设计

4．3．1 提升机电控系统供配电设计

4．3．2 提升机操作台信号设计

4．3．3 提升机位置检测及井筒开关检测设计

4．3．4 副井中段水平开关信号检测及辅助设备控制设计

4．4 提升机电控PLC软件程序设计

4．4．1 STEP 7软件介绍

4．4．2 副井提升机PLC控制器软件编程

4．4．3 副井提升机PLC程序中的关键控制程序介绍

4．5 上位监控计算机系统设计

4．5．1 上位监控计算机系统组成

4．5．2 上位监控计算机功能实现

4．6 本章小结

第5章 提升机电控系统调试

5．1 系统构成

5．2 直流提升机电控机电参数

5．3 直流提升机电控现场参数整定

5．4 提升机系统运行曲线

5．5 提升机系统安全保护测试

5．5 直流提升机电控系统操作说明

5．6 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 本文结论

6．2 展望

参考文献

附件

致谢