论文12矿井提升机电控系统原理设计 已改

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图3-3串电阻调速程序

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第4章 提升机电控系统构成

§4.1 引言

提升机电控系统可简单地划分为：控制系统（主控系统、辅控系统）、调速控制系统（调速系统、供电系统）、监控系统（上位机、操作台），提升机电控系统构成如图4-1所示。

深度限位测速机等供电系统司机操作台主控系统调速系统主电机辅控系统液压站润滑站等上位机监控系统主机设备

图4-1 提升机电控系统构成

主控系统主要是指完成提升机从加速、等速、减速、爬行到停车整个运行过程的开关逻辑控制及其必要的保护并与其他子系统交换信号共同完成对提升机整机有效控制的系统。

辅控系统是指各路供电电源、控制回路的接口以及辅机系统的控制部分。对传统的继电器-接触器控制系统而言，还包括可调闸速度闭环环节、动力（低频）制动速度闭环环节（对交流提升机电控而言）、包络线速度保护环节和测速环节等。

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调速系统是指根据控制系统的指令，作为执行机构最终对提升机的主拖动电机进行起停、加速、减速、稳速运行控制的系统。

监控系统是指对电控系统关键部件，包括提升机信号系统工作情况、提升机运行过程中关键参数、参量的曲线、以及司机操作的正确性进行监控和显示，并进行必要的记录以备需要查阅之需的系统。

操作台是电控系统的人机界面，担负着对提升机进行集中控制、监视、参量信号显示的重任。

因该控制线路大体可分为主回路、测速回路、安全回路、调绳闭锁回路、控制回路、可调闸控制回路、减速阶段过速保护控制回路、动力制动控制回路、自整角机深度指示器回路和辅助回路等10个部分，现分述主回路、测速回路、安全回路和控制回路。

§4.2 主回路

主回路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和调节转速。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头和装在司机操作台上的指示电流表和电压表等组成。地面变电所送来的二路6KV电源，一路工作，一路备用，经高压开关柜的隔离开关GLK、油开关、高压换向器线路接触器的主触头、正向(或反向)接触器后到主电机的定子。在高压开关柜内还设有电压互感器YH，失压脱扣线圈SYQ，电流互感器LH和过流脱扣线圈GL，用于失压或过流保护。在SYQ线圈回路中还串联接有紧急停车开关和换向器室栏栅门闭锁开关。用以人为的产生安全制动。当人员进入高压换向器室时栏栅门闭锁开关起安全闭锁作用。在LH回路中串入三相电流继电器，它有三个电流线圈，用来反映启动过程中电动机定子电流的变化，与时间继电器1sJ～10sJ配合，共同调节启动过程中的速度，实现以电流为主时间为辅的自动启动过程。

高压换向器由XLC、ZC、FC等三组接触器组成，用以改变主电机的旋转方向。正转时，XLC、ZC工作，反转时XLC、FC工作。

电动机转子回路接有外加金属电阻和加速晶闸管，用来获得电动不同的

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人工特性。

§4.3 测速回路

测速回路就是把提升机的实际速度测量出来并转化为电量，以供给速度回路和一些以速度为函数的电器控制元件。

在传统的提升机控制中，速度信号的获得都来源于测速发电机，为模拟信号量。在PLC控制系统中为了增强系统的保护功能，我们通过计数模块计算提升机运行速度。我们知道计数模块对位置脉冲的计数值代表了容器在井筒中的位置。不同时刻测得的脉冲差值即为位置变量△S，而△S与时刻的变量△T之比即为速度。基于这一原理，利用PLC具有软件可设置中断功能，通过中断程序来测速。

在测速回路中，有光电编码器，它与提升机主轴相连。卷筒旋转一周，光电编码器也旋转一周，产生固定数量的脉冲列: A， A-， B， B-。其中一组A， B脉冲信号作为提升机深度控制的输入信号。对光电编码器输出的脉冲计数可产生三个功能：1)通过旋转脉冲的累加值可确定提升容器在井筒中的行程；2）脉冲A， B之间相差90°电角度，通过判断其相位差的正负，可以确定提升机滚筒的旋转方向；3）通过测量旋转计数脉冲的频率，可确定实际提升速度 [3]。

回路中还有低速继电器。它主要用于低速爬行。当提升机速度减小至继电器释放值时，它可以使高压换向器二次给电，提升机再次加速，当速度升高至其的吸合值时，它又使高压换向器(接触器)断电，切断电源而减速，由此实现脉动爬行。

另外，3个速度继电器，其触头分别接于加速接触器回路，以便在动力制动时按速度原则节转子电阻。为了使提升重物时动力制动减速和下放重物时动力制动加速，切换速度均能在特性曲线的临界值附近。

§4.4 安全回路

安全回路用于防止和避免提升机发生意外事故。安全回路中串有很多保

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