浅议矿井提升机电气控制系统

孙延文

【摘要】矿井工作需要在工作过程中经常性上下搬运各种器材和材料，矿井提升机即是矿井工作中，方便人员、物质上下的主要设备。因此，它对矿井工作的重要性不言而喻，高效安全的使用矿井提升机不仅能保证人员，工作过程的安全，更能提升矿井工作效率。对矿井提升机主要的控制系统和电力电气系统要求自然较高。首要注意点是在安全性和实效性保证的同时，保证提升机电气拖动正常，高效完成任务，保证矿井工作人员的安全性。

【关键词】矿井 提升机 电气控制系统

一、矿井提升机电气控制系统现状

（一）国内现状

如今，我国提升机电控系统为交流和直流并存，两者都被大量使用，并逐步被PLC控制系统所取代。由于六、七十年代技术发展的停顿和较小倒退，使得我国提升机电控系统与国外发达国家电控系统水平存在较大差距。

1、交流电控系统

突变频控制方式是如今大部分大功率交流电控系统的主要控制方式，而由于国内技术的不成熟，基本技术水平和制造实力的欠缺，使得大部分设备都采用国外原装进口设备。我国自主研发小型普通交流电控系统经过40多年的发展也小聚规模，大部分中小型矿山都采用这种绕线式交流异步电机。其主要工作原理是通过转子的快速运动，加以电阻进行调速作用的简便是控制系统，主要特点在于操作控制便捷，设备价格较低。新型PLC系统相结合的控制系统发展日趋成熟并取得了一定的市场，但是因其基本控制思想的腐旧，调速性能的不良，运作效率较低等缺点，仍不能完全被市场所认可，没有根本行的改观。

2、直流电控系统

如今的直流电控系统主要为1000—4000KW的直流电，用于比较大型的矿井，随着直流电控系统的发展，1000KW一下的矿井也开始大量使用。我国直流电控矿井主要存在两个发展快速期间，分别是90年代以前和从90年代开始到如今。90年代前主要是80年代初期，我国直流电控技术不成熟，绝大部分由模拟原件器材构成的设备都是从外国进口。但由于其设备庞大，运算放大器、二极管、三极管等部分繁多，结构复杂且运行模板技术不成熟，故障率非常高，工作时长短且不稳定，只能进行技术重新发展改造。90年代开始后，我国引进国外原装进口最新全数字电控设备，并对我国本土工作人员进行专业培训，开始国产化工作，推出了符合我国国情的全自动数值化直流电控制调节控速装置，至此才代表中国直流电控制运行系统符合PLC控制，成为真正意义上的全制动数值化设备。在90年代后期突破技术上的改造实现计算机远程监控，但由于我国制造业的相对不发达，大多数高性能的直流电控系统依旧需要从国外进口使用。

（二）国外现状

国外矿井提升机的内部电控系统与国内相似，依靠电动机控制不同采用交流电控制与直流电控制。发展阶段基本可以分为三个阶段：第一阶段为50年代至60年代初期，当时主要使用交流电绕线式电动机和发电机直接带动直流电机的控制系统作为动力系统，它们的缺点都在于调节速度是偏差较大，运行成本费用高，可靠度低以及维护工作繁重，耗费资源过多。第二个阶段，是从60年代初到80年代初，当时风起的晶闸管因其传动系统性能优越，在大多数矿井提升器中得到推广，由此调节过后的电控系统虽然控速性能得到了大幅度提升，但由模拟原件组成的控诉器内部硬件复杂且修复困难导致故障频频，依旧无法很好的正常安全使用。第三个阶段，开始于80年代后期，PLC控制技术崛起，广泛被应用与电控系统中，而且其器件属于数字化控制，使矿井提升器正式成为自动化设备，新型提升器的安全性，实效性，可靠性也大大提升，慢慢符合正常工作需要。第一台由矢量控制的全数字化交流电控系统矿井提升机在德国被成功运用。它通过计算机技术，数字化控制系统和远程通讯控制系统而闻名，全数字控制交变频传动系统，使控速系统更符合人们的需求。

二、矿井提升机电气控制系统的发展方向

经过多年的发展和研究，矿井提升机电控系统发展方向基本符合以下特点。

（一）传动方案多样化

首先即为传动方式的多样性，在经历了数十年演化后，大功率交流变频技术发展越发成熟，伴随着矿井提升机电控系统中可传动安全多样化。各种不同合理的方案和控制系统配合符合的传动系统开始符合用户的不用要求。在我国近几年中，对矿石发展加快使得升降机更多的被使用，不同类别的大功率直流或交流变频系统不断衍生，新型设备接二连三的出现。而在这之中，交变频传动系统依旧是主流研究和发展项目。

（二）控制系统网络化

控制系统是提升机的中心控制系统，如今的提升机控制系统大多采用远程I/Q系统，实时与主机交换内外部信息，从根本实现矿山的数字化管理，从提升机传出的控制信号通过远程通讯传递到集中管理系统，现场设备与高层管理实现无缝接轨。这是控制系统网络化的最大特点也是一个必然的过程，同样是实现矿石数字化网络化的一个重要组成部分。

（三）监测智能化且保护多样化

为保证矿山工作的正常进行，对提升机自动化的要求不断提高，这就需要更具有性能性的監管控制系统，保证提升机的正常运行和可能出现的问题。随着科技进步，各式各样的检测设备不断出现，它们都有着一样的功能，就是实时保证提升机的性能监管，数字化智能化也成为理所当然，更好的实现实时监管，数据的同步传递成为新的发展目标。

（四）系统远程监控无人值守

如今，企业发展迅速，同一企业内升降机的数量增多，工作任务增加导致施工人员自然减少，为了避免人员资源浪费，倡导企业在保证正常安全工作的同时，实现机房无人看管的远程集中控制管理，在不浪费人力资源的前提下，尽可能提升生产效率，这就要求高智能化的管理系统和只能系统。

三、总结

作为矿石施工作业必备的矿井提升机，必须保证其电控设备完善，实现矿山的数值化控制，智能化管理，朝着实现无人监管化，网络控制化，远程管理化，自动数字化的目标努力，在保证安全高效运行的同时，输出高生产资源，为以后矿山的新型数字化做好基础。

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