基于PLC技术的交流提升机电控系统改造

1 概述

　　目前，我国绝大部分矿井提升机(超过70%)采用传统的交流提升机电控系统(TKD-1i为代表)。经过多年的发展，TiD-A系列提升机电控系统髯然已经形成了自己的特点，然而，其不足之处也显而易见，如果采用PLC技术对TKD-A电控系统进行改造并保持操作方式、按钮、开关、主令控制器作用不变，则用户使用起来将非常方便，不需要适应期.同时可以利用FLC的高速计数功能、网络通信功能、故障检测及诊断功能、信号显示功能等来增加一些新的控制功能，则系统安全性将大大提高，运行将更加平稳、准确。改造后的系统能够满足矿山生产的苛刻要求，而且投资相对较少。性价比较高，具有很强的实用价值。

2 基于PLC的控制电路设计

　　2.1 控制电路组成原理

　　基于PLC技术的副井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图1所示，主要由以下5部分组成:高压主电路(包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源)、主控PLC电路、提升行程检恻与显示电路、提升速度检测与显示电路、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用原电路。

　　当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向(或反向)极端位置，主控PLC通过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送人主电动机定子绕组，主电动机接人全部转子电阻启动，然后依次切除8段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转编码器跟随主电动机转动，输出2列AFB相脉冲，分别接到主控PLC的高速计数器H5C0的AIB相脉冲输人端，由主控PLC根据A/B脉冲的相位关系，自动确定HSCO的加、减计数方式。根据HSGO的计数位，就可以计算出提升行程并显示。同时只把旋转编码器输出的A相脉冲接到主控PLC的高速计数器r}rSC 1的A相脉冲输人端，主控PLC进行加计数。根据H5C1在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度并显示。

　　交流提升机需要动力制动减速时，司机应先将正力减速开关2HK手柄置于左45°位置。当提升行程检测与显示电路检测到减速点时，主控PLC通过程序控制主电动机从电网切除，延时0.6s后系统投人动力制动减速，加速接触器2JC-4JC为按照速度原则控制作好准备。动力制动减速时，制动电流的大小根据实际速度与给定速度的偏差来调整:速度偏差信号经电子放大器放大后，由晶闸管触发整流装置白动调节动力制动电流的大小，以满足给定速度的要求。

　　2.2 主控PLC控制电路设计

　　该改造系统选用德国西门子公司生产的S7- 200PLC，它由GPU226主机单元及6个扩展单元组成，实际提供开关量输人点(I)56个，开关量输出点(Q) 72个，模拟量输出(AQW) 2路，多出的11个开关量输人点(I3、4个开关量输出点(Q)和I路模拟量输出(AQW)可作为扩展

　　图2中，LK-1至LK-11为主令控制器触点，211K-2至2HK-8为正力减速开关触点，1 HK-3至1HK-8为调绳转换开关触点，bAK至10 AK为调绳离合器开关，Q1和Q2为调绳行程开关，JXK5为调绳安全联锁开关，1JC-8JC为加速接触器，D2.1为动力制动中间继电器，ZZJ、FZJ和XZJ为高压换向器的中间继电器，Jc}为制动油泵接触器，JC2 为润滑接触器, JC3为动力制动电源接触器，G1为五通阀电磁铁。