基于PLC控制的变频调速在矿井提升机中的运用研究

李小庆

【摘 要】在矿山运输过程中，矿井提升机扮演着重要的角色，它保证了运输工作的高效完成。矿井提升机中最为关键的为控制系统，但传统的控制系统存在诸多的不足，主要表现在较高的故障率、较差的可靠性、偏低的效率及较大的能耗。为了实现对控制系统的改进，本文研究了基于PLC控制的变频调速在矿井提升机中的运用，在提升机控制系统中运用了可编程控制器与变频器，此时的控制系统满足了提升机的运行需求，同时该系统具有一系列的优点，如：可靠性、灵活性、简洁性、节能性与便捷性等。

【关键词】PLC 变频调速 矿井提升机 运用

近几年，矿山提升机的控制系统研究得到了广泛的关注，主要是由于它直接关系着提升机的工作效率与工作质量，同时其运行的可靠性与安全性直接影响着人员的生命与生产的效率，在此基础上，为了保证矿井生产能力的提高，促进矿山经济效益的增长，同时实现对相关人员生命的保护，展开了矿井提升机控制系统的探讨。在科学技术的支持下，在其中运用了PLC控制的变频调速，并积极开展了软件设计，以此促进了我国提升机控制水平的提升。

1矿井提升机的概况

矿井提升机控制系统在先进技术的支持下，实现了快速的发展。在国外，提升机控制系统对可编程控制器进行了积极的运用，并且对计算机与PLC进行了积极的应用，在此基础上，促进了提升机安全性、自动化与可靠性的提高。但对于我国提升机控制系统而言，其控制水平相对较低。时至今日，我国矿井提升机控制系统主要应用的为交流调速系统，此设备较为陈旧，技术过于落后。为了促进我国提升机控制水平的提升，要对先进的技术进行积极的应用[1]。

矿井提升系统拥有众多的类型，根据被提升的对象，主要有主、副井提升机；根据提升井道角度，主要有竖井与斜井；根据提升容器，主要有矿车提升、罐笼提升等；同时，根据提升类型，主要有单绳缠绕式与多绳摩擦式。我国提升机的控制系统主要有串电阻调速、直流电动机，其中晶闸管的应用，促进了控制水平的提升，同时其优点较为显著，如：较小的体积、较高的效率、较少的能耗与平稳的调速等。

2 PLC控制的变频调速在矿井提升机中的运用

2.1控制系统的概况

PLC是可编程控制器的简称，它作为重要的控制设备，其优势较为显著，主要有较高的可靠性、编程的简便性、良好的适用性及连接的便捷性等。对于提升机电控系统而言，其中运用PLC，使系统运行具有了稳定性与可靠性，但对于矿井提升机而言，对其工作环境及性质要给予关注，在实际运用时，要对系统的工作环境有所了解，其中的电磁干扰较为严重，因此，PLC要拥有良好的抗干扰性，同时要选择冗余结构与模块式结构等。

2.2变频调速的运用

在调速系统发展过程中，直流调速扮演着重要的角色，主要是由于其调速具有较高的精度，其控制较为容易，但其缺点表现在过于复杂的结构、较差的适应性与较弱的过流能力，因此，其应用范围相对较小。通过生产实践与理论研究二者的有机结合，推动了交流调速系统的发展，其应用的范围在逐年扩大。在先进技术的支持下，交流调速系统拥有了较高的性能，其发展主要经历了以下时期，分别为电压/频率恒定控制、矢量变换控制与直接转矩控制[2]。

提升机控制系统对变频调速控制进行了运用，其优点是显著的，主要有较大的调速范围、平滑的与高精度的调速、良好的动态品质与节电效果。提升机要注重对变频器的选用，其选择依据为负载特性，通过对提升机负载的分析可知，恒转矩负载特性是其负载特性，在此情况下，对变频器的低频转矩提升能力与短时过流能力均有着较高的要求，因此，在选择时要对其给予高度的关注，此时的变频器可以为矢量控制或者直接转矩控制变频器，二者均满足了提升机的运行需求。

2.3软件设计的开展

变频提速系统通过软件设计，保证了系统的安全性与可靠性，此时，需要控制提升机的物理量，如：深度、速度与控制单元等，对其监控主要是借助工控机、组态软件、打印机等共同实现的。对于PLC而言，此时的软件设计是其上位机，其监控方式为通信，对于提升机的轻重故障实现了自诊断，同时能够实时显示其深度、速度与压力等；组态软件的构成主要有组态环境与运行环境，二者具有一定的独立性，同时也保持着一定的联系。

组态软件属于新型软件开发技术，在硬件组态、图像组态与数据组态的共同作用下便可以实现软件的开发，其优点主要有简便的开发、较短的周期、较强的通用性与良好的可靠性等。

提升机的监控系统主要是为了保证其运行的安全性与可靠性，通过对提升机工艺与控制要求的了解，实现了对软件结构的有效设计，在此基础上，对运行实现了实时的监控，此时的监控系统具有一系列的优点：其一，独立的监视终端装置，其二，控制装置是由PLC构成的，其系统具有冗余性，保证了其安全与可靠；其三，拥有丰富的功能，如：监视的全速性与连续性，同时对停车位置与运动方向均可以进行有效的监视。

对于煤矿提升机而言，其工作环境较为恶劣，对PLC有着严重的影响，主要表现在较为严重的干扰，为了降低其影响，要采取一定的手段，主要有屏蔽电缆的使用、保护接地的采取、通风环境的选择等[3]。

3结语

综上所述，本文主要研究了基于PLC控制的变频调速在矿井提升机中的运用，通过变频调速控制系统的使用，保证了提升机运行的安全性与可靠性，同时煤矿生产也具有了节能、便捷与高效等特点。

参考文献：

[1]刘琨，朱红波.基于PLC控制的多段变频调速在矿井提升机中的应用[J].河北能源职业技术学院学报，2014，03：57-58+61.

[2]陈经艳.矿用提升绞车PLC控制系统的研究与应用[D].中南大学，2012.

[3]艾国.基于PLC矿井提升机变频控制系统的应用[D].西安科技大学，2010.