AC80向量變頻器在礦井提公升機完整變頻電控方案

2022-06-27 17:03:05 字數 3385 閱讀 3910

4) 操作和安全保護系統選用兩套不同配置的三菱公司的fx2n系列plc,兩套plc互為冗餘控制。主輔plc之間相互通訊及監視,操作過程實現雙線控制方式,對提公升機執行關鍵的訊號(如速度、容器位置、安全、減速、過捲等等)均採用多線制保護,互為監視。

5) plc操作控制系統能完成提公升機手動、半自動、檢修、驗繩、應急及下放重物控制等各種執行方式的控制要求等。控制系統根據提公升容器的位置與去向之間的距離及提公升種類,自動選取最大的執行速度,提高系統的執行效率。

手動執行:司機根據訊號系統情況,通過速度給定器件主令控制器控制提公升機在額定速度以下任意速度執行,自動減速、自動準確停車,同時要受到行程控制器的限制。

半自動執行:在半自動執行邏輯具備條件時,司機根據系統情況通過按鈕開車,讓提公升機完成乙個提公升迴圈,並具安全聯鎖;具有自動選擇去向,確定執行速度等功能,自動加速、自動減速、自動準確停車。

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)。

可根據現場情況設計控制方式。

應急控制:在任何執行方式下出現緊急情況,司機通過急停按鈕(腳踏開關)實施急停操作。

故障開車:在plc部分控制電路出現故障情況下,提公升機能實現低速應急開車,速度<1.0m/s,並且具有《煤礦安全規程》規定的保護。

6) 具有三條安全保護迴路,其中,軟體安全迴路兩條、硬體安全迴路一條,關鍵環節採用三重或多重保護,比如過捲、超速等。多條安全保護迴路之間互相冗餘,保證礦山裝置的高效、安全運轉。輕重故障具有聲、光報警或預報警。

安全迴路執行繼電器為雙繼電器。

7) 各子系統通過網路進行資料和訊號交換實現網路化集中控制,使整個系統的外接線大量減少,整個電控系統的外部連線少於100芯,節省了安裝工期及費用。

8) 系統具有遠端診斷功能,通過**網路對本提公升機電控系統的各個輸入口、輸出口以及中間參量進行觀察、分析,能夠在較短的時間內確定故障的原因並找到相應的解決辦法,有利於與現場使用人員的技術溝通以及快速地處理故障及問題。

9) 採取必要的硬體、軟體的抗干擾措施(隔離、濾波、合理的結構及佈線),確保整個系統不受電磁、供電電源的干擾,並對其它裝置不產生危害性的干擾。

10) 經過優化設計,使裝置的效能更加強大,硬體包括接線更加整潔,如原來由繼電器進行隔離的線路均由光電隔離完成,使繼電器數目減少到最少的必要程度。

11) 控制台結構形式:噴塑面板、模組化元件、組合式結構,美觀並且便於維修;櫃體顏色:淺陀灰;控制台為全密閉,防護等級高於ip54。

12) 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合的多重保護措施:

● 作為主動安全保護手段之一,可提前發現事故隱患。採用壓力感測器對液壓系統的油路情況進行動態檢測,檢測值進入plc,並可以顯示出出油路回油情況,防止因為出油、回油導致的油路堵塞情況。

● 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《煤礦安全規程》要求的前提下,當出現安全制動時,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,提公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。

13) 安全保護分為三類:

第一類,嚴重故障:立即斷開安全迴路實施安全制動;

第二類,較嚴重故障:先減速到1m/s後實施安全制動,但如果發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,本次執行結束後不維修好不能再次開車;

第一類嚴重故障包括:等速過速、限速過速、包絡線超速、爬行段超速、高低壓電源故障、過流、變頻器故障、錯向、plc故障、過捲、急停操作、網路通訊故障、操車聯鎖、兩套測速元件同時損壞、井筒開關失靈、主迴路失壓、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、鬆繩保護、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、主迴路過壓或接地或欠壓等等;

第三類輕故障:測速元件損壞、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、風機失壓等等。

14)良好的拖動效能

● 採取濾波措施,諧波電流較小,滿足gb/t14549國標要求。

● 可調斜率的加減速度給定值設定。

● 起動防衝擊控制(「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(限制鋼絲繩振動的衝擊限制值)≤0.4m/s2

● 預置起動力矩並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。

● 預置停擎置力矩並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。

● 具有過電流、堵轉、過速、絕緣檢測等幾十種完善的保護。

● 採用變頻向量控制技術,實際速度緊跟預定速度變化,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公升機相比,具有更優的調速效能。

● 啟動力矩可達150%,通過力矩補償,在這基礎上還可增加30%~50%額定力矩,因此,過載零速啟動平穩,這是現有同類技術所不具備的特性。

● 具有很好的堵轉特性,堵轉電流可以隨意設定,並且實際電流值不會超過設定值;

● 具有強大的內部軟體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,進行準確的故障報警。

四、系統功能

1.控制功能

a.根據提公升工藝控制要求及訊號系統發出的訊號指示,控制提公升機的啟動、執行、減速、停車等過程,執行平穩可靠。

b.實現提公升機的半自動或手動執行,滿足提公升機控制工藝要求及各種安全聯鎖保護的要求。

c.實現提公升機的行程監視和位置閉環控制,具有完善的深度、速度顯示及控制功能。

d.實現提公升機工作的plc控制,硬體配置簡單,軟體程式設計靈活,除錯方便且維護量小。系統動靜效能好,具有良好的閉環效能。

e.設計更加合理,機電配合更加協調,整機可靠性高。

f.提高了礦井提公升機執行的安全可靠性和控制技術的水平,對降低裝置的故障率,提高生產效率,減輕操作人員的勞動強度發揮著重要的作用。

2.安全保護及聯鎖功能

安全迴路閉鎖了提公升機的執行條件,只有當外部裝置執行正常,具備開車條件後,才允許提公升機運轉;安全迴路閉鎖了提公升機的全部重故障保護訊號,故障一旦發生,提公升機立即進行緊急制動;對於提公升系統出現的輕故障,允許完成本次提公升,待排除故障後,提公升機方可繼續執行。

3.完善的綜合後備保護功能

a.利用雙路光電編碼器實現對提公升機的執行速度及位置的數位化檢測和控制,提高系統的控制精度及可靠性。

b.安全迴路雙冗餘,至少有一路軟體安全迴路,一路硬體安全迴路。

部分檢測電路出現故障無法用plc開車的情況下,可以應急進行低速簡易開車並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.自動發出位置訊號,如減速、停車、定點、過捲訊號等,重要的點如減速點、過捲等有兩路以上共同起

作用。f.有深度指示器失效保護、執行方向錯誤保護、鬆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,並進行相互比較,比較時間間隔不大於1秒,速度、深度值不正確的情況下,會採取必要的阻止事故擴散的措施。

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