矿山提升机自动化控制系统改造的必要性分析

王鹏翔

（中矿金业股份有限公司，山东 烟台 264000）

随着时代的发展，大部分矿业企业都已经意识到以往使用的提升机系统无法满足日常工作的需求，并且纷纷做出自动化的改造，整体分析改造后设备的运行效果我们会发现，在实际运行的过程中，自动化控制系统具有非常强的可靠性，同时还有着非常高的安全性能等，与此同时，控制起来也非常的简单，还可以带来显著的节能效果[1]。优化改造之后的设备，在功能方面相比较之前没有优化的控制系统，优化改造之后的设备具备更为显著的优势，应用的效果更为显著。

本次研究则主要选择矿山提升机自动化系统的改造作为整体的研究对象，产生矿井提升机控制系统的实际应用情况，分析其改造的重要价值，并且提出矿山提升机自动化控制系统的正确使用方法。为后续一系列矿山提升机自动化控制系统改造方面的研究提供参考。

1 改造之前的矿山提升机控制系统情况

改造之前的矿山提升机控制系统在实际应用的过程中会存在很多的问题，所以已经被逐渐弃用，最为明显的一个问题就是在实际运行的过程中无法正确有效的调整速度，在调节的过程中，需要耗费非常多的能源，并且无法合理、准确的控制精确度，同时还存在监控以及安全维护等多个方面的问题，缺乏足够的安全系数，并且，维修以及保护方面还有非常多繁琐的工作需要做[2]。除此之外，改造之前的矿山提升机控制系统还需耗费非常高的运行成本。因为上述种种劣势，我们会发现，改造之前的矿山提升机控制系统问题颇多需要得到及时的更新跟改造，自动化改造的必要性非常显著。改造之前的矿山提升机控制系统主要问题如下所示：第一个问题是改造之前的矿山提升机控制系统缺乏足够的自动化水平，这是导致生产成本逐渐增加的一个主要原因，并且还会直接影响到生产的数量。第二个问题是改造之前的矿山提升机控制系统具有比较复杂的控制系统机构组成，并且还会涉及到多种复杂的系统问题，甚至还会直接破坏一些关键的零部件，同时还会逐渐加大对应的设备维修以及保护的难度跟强，这是影响生产效率难以提升的一个主要原因。第三个问题是改造之前的矿山提升机控制系统换档以及启动的时候会产生非常大的电流冲击，那么机械则需承受非常大的冲击，这是影响电机使用年限的一个主要的原因。第四个问题是改造之前的矿山提升机控制系统低速段以及低电压的启动力矩比较小，缺乏满足需求的带负载水平，所以无法及时有效的完成恒转矩提升这一个需求。第五个问题是改造之前的矿山提升机控制系统在爬行以及低速度过程中，通常情况下，想要实现提升运行的速度，一般都需要通过使用制动闸皮的摩擦滚筒，在上述的基础上进行下一步的有效控制，特别是在负载存在明显变化的时候，基本上很难控制住恒减速，这就会形成速度调节不够连续的现象，与此同时，改造之前的矿山提升机控制系统在速度性能控制方面效果也非常的差。第六个问题是在电阻上会损耗、浪费很多的电力资源，除此之外，在申阻器设备安装的过程中也会形成很多空间的浪费。提升机旧设备如图1所示。

图1 转子串电阻

2 矿山提升机自动化控制系统改造的目标跟方向

2.1 矿山提升机自动化控制系统改造的目标

第一个目标：优化控制、优化运行和优化管理磨矿的整个生产过程，促使整个过程都可以是非常安全的且稳定的，在实际工作中，还需要进一步优化产品的质量，最大程度的提升矿井的生产能力，生产效率。并且实现加料自动化、运输自动化，实现指标的稳定选别，促使经济效益得到显著提升。

第二个目标：合理有效的监控整个矿工作业现场，对于每一个详细的生产流程都可以及时地了解跟掌握，并且全方位地了解各个工序的生产情况[3]。在遇到突发事件的时候需要第一时间做好反应，并且快速的解决问题，促使全自动化控制操作得以贯彻实现，并且还需要做好兼顾安防，实时调度等方面的工作。

第三个目标：矿山提升机自动化控制系统通过实现自动化的系统，可以最大程度的降低环境的污染，实现能耗消耗的减少，实现作业环境的改善，合理化劳动力度，最后实现文明的生产。

2.2 矿山提升机自动化控制系统改造方向

2.2.1 提升过程的控制

矿山提升机在工作中，提升的过程基本上都是通过PLC进行控制的。PLC自动化控制系统具有非常强大的、稳定的功能，并且在实际应用PLC自动化控制系统的过程中，整体操作非常的简单易上手，并且PLC自动化控制系统还有着非常快的计算速度，与此同时，PLC自动化控制系统挺适合还具有显著的诊断功能，这是普通形式的模拟控制系统无法具备的[4-9]。提升机中大部分装置都是自动化形式的，例如：操作台、主控系统、上位机、变频器和每一个信号的控制箱，并且通过网络将这些装置进行连接。数据的处理是实时采集的，所以，这样一来就可以最大程度的降低了发生事故的几率。

2.2.2 提升位置的控制

提升机控制的本质其实是在于控制提升的位置，换句话说，在预定的位置实现提升物体的控制，并且还有着非常严格的精确度标准。

在控制位置上，无法避免误差问题的产生，也就是说，在控制的过程中，如果高了几厘米或者是低了几厘米都会造成非常严重的后果。利用PLC控制系统进行控制可以对没有传感信号进行采集，再对每一个信号进行处理，在上述的基础上精准、正的控制提升系统。

2.2.3 提升行程的控制

从本质上来说，提升机的控制角度其实是控制位置，需要从根本上保证在预定的位置实现容量提升来停车，并且还有着非常严格的精确度标准。现阶段，控制误差的范围需要≤2cm。在使用PLC控制系统的过程中，可以有效的收集跟采集各种的传感信号，例如：感应停车地点、检测钢丝绳松绳、比较检测配重以及滚筒速度等，在上述的基础上合理的处理信号，以此保护提升机系统，并且实现整体控制的精确化。

图2 操作台

2.2.4 提升全程的监测

在提升机实现自动化控制系统改造后，可以发现其安全性得到了强化，并且还可以提升其可靠性，所以，我们需要从根本上重视提升机全过程的监测，全过程的监测的提升实现阶段提升机最为主要的一个环节。在提升的过程中，PLC控制系统的使用主要是监测一些参数，详细步骤如下所示：各个运行装置状态的监测；整个过程中工作情况参数的监测；各个传感器信号的监测。在完成上述参数监测的基础上，就可以在大部分问题在发生之前及时发现，及时处理，以此为基础从根本上防止发生危险事故，与此同时，还可以按照实际需求保存跟存储好各种重要的监视参数，并在上位机上面做出标记跟显示，这样一来在后续的一系列问题排查的过程中就方便的多。

3 矿山提升机自动化控制系统改造的必要性分析

在矿山提升机中应用PLC控制系统，能够使得矿山提升机自动化程度得到最大程度的改善。现如今，在矿山提升机的各个设备均已经开始广泛使用PLC控制技术，且取得了非常显著的应用效果。同时也因为PLC控制系统的应用，在各个矿山提升机的性能方面都可以得到基础性的改善。在开展实际矿井工作的过程中，通过使用PLC控制系统，操作人员可以实现设备的精确操作，由此一来，还可以从根本上改善工作效率。在确保矿山提升机工作效率的基础上使用PLC控制系统可以实现整体实际工作稳定性的改善，还可以改善其安全性。

与此同时，在实际的矿山提升机工作中，还可以避免因为人为因素造成的失误。并且，通过使用PLC控制系统，我们还可以准确定位矿山提升机中的故障问题。在操作的过程中，矿山提升机如果出现了严重的故障，PLC控制系统就可以第一时间及时的提醒操作人员，从而防止矿山提升机故障，避免产生严重的经济损失，促使企业工作效率跟工作质量得到提升，同时还可以促使企业本身经济利益实现最大化。

4 自动化控制系统的应用

PLC控制系统是一种新型的电子技术，主要利用微电脑控制来实现操作。在实际生活中，PLC控制系统可以从根本上自动化控制设备，通过使用微电脑控制，可以促使设备第一时间接收并且执行输入的指令，这样一来，就可以从根本上防止人为因素方面的影响因素，还可以实现工作危险性的有效降低，这样一来，相比较人为控制，自动化控制得到的结果将会更加的精准。在生产中，PLC自动化控制系统的应用可以促使整体工业的生产效率以及生产质量得到最大程度的提升，进而促使我国工业自动化得到有效的发展。在实际工作中，想要从根本上改善矿山提升机的自动化发展，就需要重视PLC控制系统的引入使用，矿山提升机的实际工作中，PLC控制系统发挥着显著的作用，对于矿山提升机的整体发展来说，其价值也是非常巨大的。现阶段，大部分矿山提升机都开始重视使用先进的PLC控制系统，相比较以前的继电器控制系统使用PLC控制系统可以取得更为显著的效果，在矿山提升机中的应用中，现代工业的发展已经离不开PLC控制系统。所以，我们需要结合实际情况的需求，更为深入的开展PLC控制系统的研究，争取促使矿山提升机自动化程度得到显著的提升。

5 结语

对矿产资源采集来说，矿山提升机是最主要的一个设备，运输是矿山提升机最主要的作用。然而，企业的生产效率会受到，矿山提升机运输效率的直接影响，所以，矿山提升机自动化控制系统改造具有非常显著的必要性。

对于改造之前的矿山提升机控制系统，其提升机控制系统效率较低，也无法从根本上保证安全、稳定。甚至，改造之前的矿山提升机控制系统在环保等方面也无法满足标准，上述存在的这部分缺点都促使着改造之前的矿山提升机控制系统被弃用并且要求实现自动化控制系统的改造。因为，实现自动化控制系统的改造就可以实现矿山提升机控制系统的性能最大程度的提升，并且促使企业生产效率得到最大程度的改善，最后为企业的发展带来非常显著的经济效益。