浅谈薛村矿副井电控系统自动化改造
摘要：在工业控制领域，随着电力电子技术和可编程控制器控制技术与变频技术的飞速发展，以PLC控制为核心的电控设备在煤矿提升电控系统中的应用也越来越广，PLC控制为核心的电控调速系统逐步取代了原来继电器控制调速系统而上升为交流电气调速的主流。
关键词：PLC可编程控制器、VACON变频器、交—直—交变频、转速电流双闭环
一、前言、
随着现代工业设备自动化水平不断提高，越来越多的工厂设将采用PLC自动化器件来控制，因此设备自动化程度越来越高。做为煤矿企业加快设备自动化的水平，才能使员工从繁重的体力劳动中解放出来。然而副井提升机电控是煤矿生产中关键而又重要的设备，运行的好坏直接关系到煤矿的安全生产、经济效益。所以我矿决定实施副井自动化改造。
二、更换前电控系统的情况
薛村煤矿副井原用提升机电控系统,采用360KW三相异步电动机,转子串电阻调速,用交流接触器进行速度切换,由于功率比较大,所以启动换档时冲击电流大,中高速运行不平稳。同时，运转司机的操作环境也较恶劣，电控系统也由于老化无法满足安全生产需要，且经常出现问题，易出现紧急停车，维护量大，严重制约安全提升。急需进行改造。
原电控系统高压接触器为高压换向器，存在着触点多，雨季潮湿季节容易造成弧光短路，发生电气事故。且电控系统还存在着配线多，易松散，继电器多，耗电所生之热能大，若加强通风易受灰尘之影响，且继电器与接点寿命有限，须定期保养与换修。各传统继电器受限于机械之往复速度，无法做到快速、精密动作。
三、PLC控制电控系统
电控系统示意图 深指 编码器 金属电阻 制动泵润滑泵 外部控制端子 滚筒 高压电网 高压开关柜 变频制动柜 主令控制柜 高压真空换向柜 操作台 可控硅 调速柜 变压器 主电机 编码器
（1、）PLC控制的优点。
1、采用了日本三菱公司生产的FX—2NC80MR构成整个控制系统核心。具有价格便宜且可完全取代传统之各种继电器组成的控制电路，PLC之配线，仅有输出（电磁接触器线圈、主电路）输入（按钮）之少数外部配线。仅为传统有接点控制配线之十分之一，且因无继电器之机械动作与触点等故障，所以故障频度甚低。而PLC导体之寿命均半永久性，其可靠性非常之高。
2、可缩小传统配电控制盘之体积，故可节省空间，使整个系统之成本降低。省下大部分配线与附件可使整个系统之成本降低。
3、故障检修、换修容易，节省工时，减少停工损失。
4、增改系统功能容易，且随时增设之线路均存贮于内部，而可随时调出进行修改。
5、具有运行监视功能，并可与工控机、触摸屏连线控制。
（2）、变频制动柜
交流输出 整流桥 充电回路 逆变桥 电容平波 交流输入 三相 输入 接触器 三相 输出 接触器 三相 交流 电抗器 三相 交流 电抗器
变频调速示意图
我矿副井电控系统变频器采用进口VACON（威肯）变频器由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成。在其工作时首先将440V三相交流电经桥式整流为直流电,脉动的直流电压经平滑滤波后在微处理器的调控下,用逆变器将直流电再逆变为频率12HZ的三相交流电源,输出到需要减速的提升机主电动机上，后频率再变到固定2hz控制主电机实现低频拖动。通过变频器可实现较平滑制动和匀速的拖动，减少对副井大闸的损耗。
四、改造后电控系统的效果
1、安全可靠：
采用了日本三菱公司生产的FX——2N80MR构成整个控制系统的核心，通过外围硬件电路和PLC内部的程序和深度指示器上的保护构成了三套互为冗余的保护系统。
2、性能可靠：
选用进口高性能可编程控制器和变频器，系统结构更加可靠和简化。
3、解决的问题
与原有绞车电控系统相比较，全自动电控系统解决了绞车现在存在的问题，动力制动、停车阶段二次给电等繁复操作，同时新电控系统还排除了人为开车出现事故的可能性，避免了大量事故的发生。
(1) 新电控系统采用了真空接触器，可以避免因天气潮湿而发生弧光短路等电气事故。
(2) 可以避免二次给电现象，尤其是当两码罐笼重量相差过大，需要小距离动车时，能够保证准确的将车停在指定位置，避免发生过卷现象。
(3) 采用低频拖动，也为将来维修人员检查副井筒或检查纲丝绳提供了方便。采用了低频拖动，停车平稳，可以降低对提升系统的冲击。
(4) 新电控系统控制精度高，安全保护齐全，电气设备少，占地空间小。
(5) 有工控机可以实时监控程序运行,司机台上的触摸屏可以显示绞车运行的各种参数和提升机位置。
(6) 具有正力和低速投低频和负力开车三种开车方式；实现了速度、电流双闭环来控制绞车。
（7） 加速时，可控硅调速柜中可控硅与金属电阻配合使用，当绞车起动加速运行时，由主控柜PLC发出信号，送至可控硅加速柜，驱动可控硅加速柜动作，以达到对电机转子回路电阻的自动切换，实现电机启动、加速。
（8）改造前人工开车，人为减速，减速距离和低速爬行距离过长，造成一次提升时间较长，通过自动化改造，自动实现了减速、拖动和停车。通过使用光电编码器传送给PLC信号，使减速点、减速距离、低速爬行距离控制的十分精确。解决了这一问题。
总之，我矿副井电控通过自动化改造以后，可提高副井提升的安全系数，确保人员的安全，保证我矿安全生产。因此说有着很好的社会效益。