全数字直流电控系统技术说明

全数字直流电控系统技术说明1、总体说明提升机直流电控系统设备的设计、生产、检验等符合下列文件的规定和基本要求：1.0、《煤矿安全规程》（2001年版）。

1.1、《金属非金属地下矿山安全规程》（GB16424-1996）。

1.2、《矿山电力设计规范》（GB50070-94）。

1.3、《煤矿地面多绳摩擦式提升系统设计规范》（MT5021-1997）。

1.4、《直流传动矿井提升机电控设备第二部分晶闸管电控设备》（JB/T6754.2-93）1.5、《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》（GB/T13926-92）1.6、《低压配电设计规范》（GB50054-95）1.7、现行国家电工委员会及其它有关标准；进口电气设备遵守国际电工委员会IEC标准。

1.8、井筒和井下电气设备满足防水、防爆要求。

2、原始技术数据2.1、提升技术参数1)提升方式：有手动、半自动、全自动(主井)、检修及紧急控制等操作方式。

2)提升种类：3)提升高度：H＝ m4)提升速度：Vmax＝ m/s5)提升机型号：6)提升系统最大静张力∶ KN7)提升系统最大静张力差： KN8)提升水平数：2.2、提升机主传动电动机技术参数1)电动机采用电枢换向晶闸管变流器供电2)电动机额定功率： 400 KW3)电枢电压：660 V4)电枢电流：约720A5)励磁功率：约7KW6)励磁电压：220 V/110V7)励磁电流：约 32A/64A8)主电机满足频繁正反向运转9)额定转速： r.p.m2.3、环境条件1)、海拔高度：〈米2)、环境温度：-20℃~40℃3)、相对湿度：2.4、电网条件1)、高压10KV，中性点不接地，波动范围：-10%~+10%；2)、低压电源380V，中性点接地，波动范围：-10%~+10%；3、系统设计3.1、提升机电控系统总体技术方案提升电控系统采用洛阳源创电气有限公司的“NT型提升机网络化集散控制系统”（该系统已于2002年8月通过专家技术鉴定）。

整个系统分为三部分：全数字直流传动系统、操作控制系统和上位监控系统。

操作控制系统采用双PLC双线制控制，配网络化控制的操纵台；直流传动系统采用西门子公司的6RA70全数字直流调速装置带可控硅SITOR单元，主回路采用电枢可逆6脉动、磁场恒定控制方式，输出电压660VDC、电流与主电机相匹配；操作系统-调速系统-监控系统之间通过工业网络进行系统通讯及信号交换，并预设与信号系统接口，具有远程诊断功能。

3.2、系统特点：1）、采用了全数字速度、电流、位置闭环控制使提升机在任意速度下运行稳定可靠并保持爬行距离恒定，使提升机具有较高的运行效率。

针对副井多水平且水平间距离不同的情况下，根据去向及起始位置自动确定运行速度，保证以最大的效率完成水平间提升，也保证爬行距离恒定；2)、.操作和安全保护系统选用两套不同配置的PLC可编程控制器。

对提升机运行关键的信号（如速度、容器位置、安全、减速、过卷等等）均采用多重保护，互为监视。

3)、PLC操作控制系统能完成提升机手动、半自动、检修及紧急控制等各种运行方式的控制要求以及特殊工况，如下爆破器材、下长材、低速爬行等。

——手动操作用来运送人员、材料、维修、检查等工作，司机可通过手柄控制提升速度0～额定速度范围内连续可调，同时要受到行程控制器的限制。

——半自动用来运送人员、矸石，在半自动运行逻辑正常时，司机可通过按钮，让提升完成一个提升循环，并具有开车联锁；具有自动选择去向，确定运行速度等功能；——检修运行：可设定最高速度为1m/s（检修时的最大运行速度可以根据实际情况设定），司机通过手柄能够实现0～1m/s速度的连续可调，或者通过按钮控制提升机可设定运行在0~1m/s内的任意速度运行。

——低爬功能可用于慢动对罐，在低于正常爬行速度下运行，保证准确停车；4)、整个电控系统中具有不少于三套的提升机安全保护回路。

除每个PLC中具备的软件安全保护外，还有采用继电器硬接线方式组成的提升机安全保护回路。

对关键环节采用三重或多重保护，比如过卷、超速、减速、限速等。

多套安全保护回路之间互相冗余，保证矿山设备的高效、安全运转。

5)、监控系统采用台湾研华IPC工控机，配大屏幕高分辨率的彩显及彩色打印机，实现多画面实时监控，多参量数码及曲线显示并加以自动记录，各种故障的报警及记录，所记录的图表、曲线多达200次提升循环以上。

在Windows NT或Windows 2000的环境下进行编程，全汉化显示。

在调试编程阶段，该上位机作为编程之用，具有完善的汉字标注及注释，并附有辅助的逻辑功能图加以说明。

上位机与PLC的数据的交换是通过网络进行。

上位机配置有标准通讯协议的通讯网卡（TCP/IP），可以与矿山生产调度网通讯。

6)、故障开车功能——在PLC、监测系统出现局部故障时，提升机能实现低速故障运行，速度<2m/s;——在PLC、监测系统控制软件检测有故障而硬件及连接无故障时，可以通过旁路工作方式以旁路软件故障将本次运行结束。

7)、整个电控系统的各部分可以通过网络进行数据和信号交换，大大减少各电控柜之间的连线，降低安装成本。

8)、采取必要的硬件、软件的抗干扰措施，确保整个系统不受电磁干扰、供电电源的干扰，并对其他设备不产生危害性的干扰。

9)、控制柜结构形式：全新的电控柜结构，大玻璃门、喷塑面板、模块化组件、组合柜结构，美观并且便于维修；柜体颜色：浅陀灰+“源创蓝”组合；电控柜为全密闭，防护等级高于IP21。

4、电控设备成套范围及技术说明4.1、高压开关柜含高压电源双进线，带测量及保护 ( 即避雷保护 )，含整流变压器供电(即馈电)，断路器采用真空断路器，配电动操作机构。

1)高压开关柜具有过流、短路及接地绝缘检测等保护功能。

2)进线及馈电均配有电流互感器、电压监视装置等等。

3)电压测量及保护柜配有电压互感器、避雷器等。

4.2、主整流变压器ZGS干式整流变压器，F级绝缘，按B级温升校核。

一次电压 10kV；二次电压660vac；预埋测温电阻以检测绕组的温度，空气自冷，带报警功能。

整流变压器的制造与验收按GB6450-86进行。

连接组别：Dy12一台；容量：640 KVA4.3、全数字调节及电枢变流器部分采用Siemens公司6RA70系列全数字直流调节装置，传动系统方案推荐为电枢可逆6 脉动，磁场恒定控制，直流输出电压与主电机电压相匹配，额定输出电流满足提升机的各种运行工况下力图的要求。

主回路采用可控硅SITOR三相桥式可逆反并联结构。

其动静态技术性能满足提升机四象限运行要求，并满足的提升工艺要求的过载能力和安全系数，满足各种工况下力图的要求。

静态精度≤0.01% 动态跟踪误差≤5% 调速范围≥100：1速度指示精度0.01M/S ；1）交流侧进线电压与整流变压器的二次侧电压相配合。

2）整流柜的控制电源为经过隔离的交流电源。

3）交流侧压敏电阻保护。

4）具有接地绝缘检测功能，过压保护功能。

5）带快熔保护。

6）带阻容吸收装置、主回路绝缘监测。

7）手动、半自动速度给定值控制。

8）可调斜率的加减速度给定值设定。

9）起动防冲击控制(“Ｓ”化曲线给定)，在启动制动的过程中使钢绳振动最小。

10）全数字速度与电流双闭环控制。

11）预置起动力矩并与液压制动器的油压曲线形成可靠闭锁，防止容器倒转。

12）具有过电流、堵转、过速、绝缘检测等几十重完善的保护。

13）变流器柜设有强迫通风装置。

4.4、晶闸管励磁变流器部分1)输出电压：与电机励磁电压相配合2)输出电流与电机励磁电流配合。

3)全数字闭环控制。

4)与晶闸管电枢变流器配套使用，选用Siemens公司6RA70系列。

5)具有接地绝缘检测、失压、失磁、过压等完善的保护功能。

4.5、励磁变压器ZDG干式整流变压器，F级绝缘，按B级温升校核。

二次侧电压与电机电压相配合；4.6、直流快开型号DS12，上海立新。

4.7、电抗器采用铁芯电抗器，用于电枢回路，两倍电机额定电流不饱和。

具体参数根据电机及主回路进行计算。

4.8、低压辅助电源柜双回路进线，为电控系统的辅助设备供电。

并为起重机、主电机风机、室内照明及检修等供电，有多路备用，并配有UPS不间断电源，以便在主电源故障情况下，能够使提升机实现可靠的安全制动，为计算机提供电源，保证计算机的运行和数据保持。

柜面装有电压测量仪表及电源指示灯，柜内断路器选用施耐德公司C65系列产品。

4.9、提升数控柜1)选用原装进口的双套可编程控制器。

2)主控PLC由主机架、电源、CPU、通讯板、高速计数板、模拟量I/O板、数字量I/O 板、调制解调器等硬件组成。

3)主控PLC应用软件能完成提升机手动、半自动、全自动、检修、紧急控制开车及低爬等运行方式的控制要求以及特殊工况，如下爆破器材、下长材等。

4)控制与监视提升系统各路电源。

5)完成提升机运行工艺要求的控制功能及各项安全保护。

6)实现对调速系统行程速度给定的控制。

7)与提升信号系统之间相互闭锁。

8)与操车系统之间相互闭锁。

9)实现提升机液压制动系统控制功能，可完成恒力矩控制功能。

两套可调闸控制环节（软件与硬件冗余）。

10)实现完善的保护功能，对于全速超速、井筒两端减速段超速、上下过卷等安全保护具有多重保护。

同时，还能完成定点速度监视、井筒开关监视、电机温度检测、闸瓦磨损与弹簧疲劳等监控与保护功能。

11)实现连续速度包络线监测保护和逐点速度监测保护功能。

12)实现数字行程给定功能，定位精度≤|1|cm，并实现数字行程罐位位置显示，在井筒内设置同步开关对光电编码器进行同步校正。

13)实现PLC故障状态下的低速故障开车功能。

14)保护功能按下列三类设置：──立即施闸的紧急停车。

如：电源断电、快开跳闸、主回路过压、失磁、PLC故障、过卷、超速、急停等。

──首先按设定减速度减速，然后紧急停车。

──完成本次提升后，不允许再次开车的紧急停车。

15)完成提升机位置闭环控制，实现位置的多重同步监测、校验等功能。

16)主控PLC的故障自诊断，具有看门狗和负载能力显示功能。

17)可在线或离线修改用户程序。

18)实现上位机监控功能。

19)实现PLC程序、安全故障及事件的实时打印。

20)软件和硬件冗余的安全回路。

现场安全事故信号采用继电器隔离后进PLC，利用PLC内部安全回路和外部继电器安全回路共同构成两重安全保护。

在PLC内部也可设置多重保护回路，以实现对各种故障的综合判断。

具有所要求的各种保护。

21）闸控系统工作闸采用PLC计算控制，可自动和手动调节。

手动时由闸控手柄调节制动油压；自动时配合传动力矩，由指令给出松闸、预贴闸皮、施闸控制信号。

22）实现安全制动及闸控系统控制功能的软件及硬件已含在提升数控柜及控制接口柜内。

23）具有远程诊断功能，这样对一般的技术问题，除了电话、传真以外，通过远程诊断，我公司的技术人员在洛阳就能掌握现场的第一手资料，可以及时、准确地解答用户的问题，减少故障排除时间。