电控完整系统技术要求

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永龙金鑫(登封)煤业有限公司12轨道下山
防爆变频调速提升绞车电控系统
技
术
规
格
书
永龙金鑫（登封）煤业有限公司
二〇一四年三月八日
12轨道下山防爆绞车变频调速电控系统
技术规格书
1运行条件
技术参数及要求：
1)型号：×防爆变频单卷筒提升绞车
2)滚筒直径： 1600mm
3)滚筒宽度： 1200mm
4)斜坡长度： 450m（总长度563m）
5)最大坡度： 26°
6)最大提升速度: s
7)滚筒数量： 1个
8)最大静张力： 45kN
9)减速比: i=30
10)提升方式: 提物，单滚筒串车提升
11)操作方式：手动、检修、应急
12)制动装置：采用液压盘式制动器，液压站各阀件采用进口阀件，比例阀采用阿托斯品
牌。

13)深度指示器：采用牌坊式深度指示器
14)提升水平：上下平台、2个中间车场
电机主要技术参数
防爆变频电动机: 型号： YBK2-315L-6 转速：980rpm
1)电机功率： 132kW
2)电压： 660V/1140V
3)电流：
4)防爆等级度 Exdi
5)防护等级 IP54
6)工作制 St
运行环境
1）具有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤矿井下；
2）环境温度：-5ºC--+40ºC；
3）周围空气相对湿度：90%；
4）运转方式：连续运转。

2技术要求：
系统组成
本系统由ZJT型隔爆兼本安智能变频调速装置、矿用隔爆兼本质安全型绞车控制箱、本安型一体式操作台、若干辅助开关和传感器组成。

2.1变频器技术参数及要求（ZJT）
2.1.1变频器主要技术参数
1）输入电源电压AC 660V，频率50Hz；电压允许波动范围-15%～+10%；频率允许波动范围±%；
2）输出频率范围0～50Hz连续可调；
3）控制电动机功率:250KW
4）过载能力二分钟，2 IN一分钟；
5）有较高的功率因数COSΦ＞；
6）低频运转时，有自动转矩提升功能，能保证100%的额定转矩；
7）变频器设有过压、欠压、过流、过载，功率元件过热和电机缺相等保护，设有故障记忆功能，能保留最近10次故障的功能号码和最后一次故障的参数；
8）总谐波含量＜5％。

配置及功能要求
1）采用全数字无速度传感器矢量控制，使系统调速范围宽，调速精度高，变频器在低频运行时，也保证有100%额定力矩输出。

最大转矩为额定转矩的2倍，即可达到倍以上的起动转矩。

2）采用AFE自换向变频新技术，使绞车在减速段或重物下放操作时系统能自动转入发电反馈状态，使制动更平稳，操作更简单，大大提高了安全可靠性能。

3）网侧变频器采用PWM斩波调制，使输入电流波形为正弦波，大大减小对电网的谐波污染，总谐波电流含量＜5%。

4）网侧变频器采用单独的CPU实行PID控制，对网侧交流电流的大小和相位进行实时检测并控制，使系统的功率因数总是接近于1。

当绞车进入发电状态时能量从逆变器返回到直流母线，系统立即控制交流输入电流的相位与电源电压相位相反，能量回馈至电网。

5）操作简便可靠，司机只用主令控制手把就可以实现绞车的起动、等速、减速、爬行和重物下放时司机操作简便，大大减轻了司机的操作强度。

6）发电反馈，节省电能，当绞车作重物下放操作时，电动机变为发电机状态运行，此时系统能自动将电动机发出的再生能量反馈至供电电网，与原电阻调速系统相比，可节省电能明显。

同时，制动力矩增大，保证了绞车下放时的安全性。

7）双加／减速时间可根据提人和提物选择改变变频器内的加速度、减速度的不同值。

8）采用热管散热技术，导热率高，散热效果好。

9）调速精度＜%。

2.2控制系统技术要求：
控制系统主要由两套可编程序控制器（PLC采用SIEMENS S7-300系列，互为冗余备用）和部分硬件电路组成。

其主要功能是在PLC1内由软件功能块完成。

提升绞车控制系统主要包含以下方面：
2.2.1提升控制系统：
PLC1完成提升绞车的所有控制功能和大部分保护功能：
1）完成提升绞车手动、检修等运行方式的控制。

2）完成提升绞车逻辑控制与闭锁。

3）完成传动系统的运行控制与速度给定。

4）完成与提升信号系统的控制与相互闭锁。

5）完成提升绞车机械、液压、电气等方面的故障检测、报警、保护功能。

对如过卷、等速超速、减速超速等重大故障实行硬软件多重保护。

6）完成轴编码器之间的相互监控与断线保护。

7）形成硬件安全电路与软件安全电路，两者相互冗余，相互闭锁。

8）实现提升绞车液压制动系统中工作闸与安全闸的控制。

9）能对提升绞车的位置、运行速度进行测量和数字指示。

10）按照故障性质，提升系统故障分为三类：立即安全制动故障、先电气制动后安全制
动故障、完成本次开车后不允许再次开车故障。

11）实现过卷、松绳、闸瓦磨损、减速、超速过速、深度指示器失效、液压站超温超压、润滑站超温超压等保护功能。

数字监控系统：
由PLC2构成，其位置检测用的轴编码器采用单独的一台。

其主要功能如下：
1)实现对变频调速系统以行程为自变量的速度给定，完成提升绞车位置控制。

2)自动生成位置～速度包络线曲线，完成提升绞车速度监控。

3)能生成多个软开关点，参与控制和保护。

4)与提升控制系统PLC1输出的位置信号和速度信号分别进行比较，当两者偏差过大时
立即安全制动。

5)形成软件安全电路，并与其他安全电路相互冗余与闭锁。

6)在提升控制系统PLC1故障时，能完成有关提升控制。

应急操作回路
在PLC1故障时，PLC2可投入应急工作状态；当PLC2故障时，PLC1可投入应急工作状态。

当变频器出现局部非重大故障时，提升系统能够低速运行。

2.3主要功能
1)完成提升绞车全过程控制，并按给定的速度曲线进行调速；
2)提供多路本安电源和开关电源，供操作台、信号、继电器及现场仪表用；
3)完成控制信号与故障信号的隔离和转换；
4)组成硬件安全回路并与安全回路相互冗余及闭锁。

5)完成液压站、工作闸、安全闸的状态信号采集。

6)通过闸把控制盘形制动器压力大小。

操作台
2.3.1完成绞车的各种操作。

操作台上设有各种操作按钮，并与故障信号进行闭锁，只有当事故完全排除、系统恢复正常后才能开车，允许进行各种操作。

2.3.3显示屏上必须显示下列主要内容：
1)读取并显示变频器参数，如：频率、速度、电流、电压、行程位置等；
2)运行时间显示、本班提升钩数、总提升钩数显示；
3)安全回路工况监视，并显示各种故障信号；
事故记录保存不少于10天，记录数量不少于1000条。

故障记忆主要有：故障发生原因、时间、地点和故障状况的一些参数，比如：电流、电压、深度指示、制动油压、润滑油压等等。

2.3.4本安型一体式操作台采用全不锈钢材质，防爆性能符合要求。

2.4辅助设备
2.4.1轴编码器3个：电机轴侧1个，滚筒主轴侧1个，深度指示器轴1个。

两台分别进入两套PLC控制系统，一台进入变频器，从而实现对速度的监测与对比，保证系统的安全性；井下用电气设备及线缆（包括轴编码器线）必须满足相关防爆要求，并有“三证一标志”。

2.5其它要求
2.5.1与提升信号的接口要求
斜井提升信号通讯控制系统采用通讯总线方式，与绞车电控只存在闭锁和控制上的I/O 接口，其I/O接口有，共计:
1)有正、反向开车，正、反向慢车信号；
2)停车信号有：紧急告警的停车信号，正常停车信号；
3)有信号系统提升状态（提物、检修、提升水平显示）。

2.5.2系统通讯功能
1）配置本质安全型的以太网通讯模块，提供开放式通讯协议，无偿提供通讯规约、点表及技术服务。

2）实时传输第2项（测量功能）中的数据。

3）可实现遥测、遥控、遥信、遥调功能。

4.技术资料
提供完整的文件资料：
系统图、原理图、说明书 4份
内部元件布置及接线图 4份
设备外形及安装尺寸图 4份
使用说明书 4份
应用软件 2份
系统软件 2套
S7系列PLC用户手册 2套
交-直-交变频系统用户手册 2套
电子版 2套
其中在合同签订后一周内提交2份设备外形及安装尺寸图。

在合同生效后一周内提交2份原理图及设备间连线图、使用说明书2份。

其中随机图纸（含原理、布置、接线、说明书）三套。

设备安装调试完毕提供应用软件2份、系统软件1套。

调试完毕提供调试报告2份。

产品合格证、煤安标志证书、防爆合格证一套。

5.售后服务、质量保证及技术培训
对所售产品实行质量“三包”服务，“三包”期限为12个月，时间自安装调试完毕试运转验收合格之日起算。

产品在使用过程中（“三包”期内）如发生制造质量问题，供货方在接到用户通知后，电话预约不能解决问题的情况下，供货方应立刻予以响应，到达现场时间为：以最快捷的交通方式，于24小时内派员到达现场进行服务，直至故障修妥、安全恢复正常工作。

（以用户回执的“三包”单为完成服务的凭证）
对超过“三包”期或不属于产品制造质量问题，供货方应以成本价提供配件，象征性的收取服务费，并继续对设备进行质量追踪服务。

6.技术培训
在设备生产制造过程中，用户可派人员至供货方工厂进行生产制造过程中的督导，供货方应负责相关费用。

在设备安装调试及负荷试车完成后，供货方应对用户技术人员进行现场技术培训，详尽介绍产品性能及使用过程中的注意事项，一般性故障排除方法。

推荐厂家：
1、唐山开诚电控设备有限公司
2、徐州宝迪电气有限公司 05
3、徐州中矿大传动与自动化有限公司 05
4、焦作华飞电子电器股份有限公司。