如何提高煤矿绞车的生产效率，安全保障？

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来源：大连普传科技有限公司深圳分公司
绞车，用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称卷扬机。它具有通行高、结构紧凑、体积小、重量轻、起重大、使用转移方便等特点，被广泛应用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖，还可作现代化电控自动作业线的配套设备。
绞车是可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，其主要用途:一是作为提升设备，用于矿井提升、凿井提升及悬吊（升降）凿井设备设施，即沿井筒提升矿石、废（矸）石、升降人员、下放材料、工具和设备等；二是作为运搬设备，用于井下调度运输矿石（矿车），采场耙矿（渣）或充填、撤除立柱等。

0 N5 @4 r  r$ k8 h  v原现场状况：
% H/ S% p* W1 Q8 `1 ]1 V原有 PLC 系统一套不改动。电机功率：132KW/6 极，为绕线式电机；原控制系统采用5档转子串电阻调速加动力制动和液压抱闸。
客户要求：
* ]) {  N) `. Y  T（1）加装PLC、触摸屏、变频器控制系统一套。能实现工频/变频切换，在任何情况下都能实现手动和自动抱闸。改装系统和原系统其中任何一个保护动作，无论工频或变频时都能自动抱闸。当出现软件故障、PLC 硬件故障或输出继电器故障时都能实现自动抱闸，和电机同时停机。
4 _8 O9 Y5 G, l; V; U7 t6 S（2）触摸屏上可以显示绞车线速度、频率返馈、电机运行电流、当前故障报警以及所报警故障的具体内容，历史故障查询和历史频率曲线图。变频器五段速运行，在触摸屏上可以单独设置上升和下降时各段速度。
  Z5 L1 K9 Z- U改造方法：
（1）加装PLC（S7-200 CPU226CN）一台以及模拟量模块（EM235）一只，台达触摸屏一台和台达开关电源一只，欧姆龙DC24V 继电器12 只，PI9400  187F3 普传变频器一台，6034 制动单元两台以及12KW-6 欧制电阻两只，工变频转换旋扭一只，另加装了紧急开车旋扭一只。另外厂家自行加装了一台电磁抱闸，采用掉电抱闸方式。
1 n# ]/ w; l2 @/ R（2）PLC 取原有各保护信号和原系统并联，在安全输出回路和原有安全回路采用串联方式。为防范止PLC故障、继电器故障、掉电故障以及开关电源故障时无法吸合，造成无法抱闸的问题，在所有输出继电器和整个系统都要采用失电抱闸方式。
4 {( H; Z8 ?: I+ w（3）加装工变频转换旋扭一只，当为变频时，原有5 档短接接触器吸合（绕线电机转子回路短接）。加装双向刀闸一只，作为电机工变频时切换。400A 空开一只，作为变频器电源输入用。
（4）变频器采用端子台控制正反转和模拟量输入输出，同时接入了变频器故障复位和自由停车端子，以及变频运行信号开关量输出和故障报警输出。
- ?  k' |# y- ^9 q! m. R（5）原有抱闸手柄和主令手柄保留，为了使工频时能正常开机；另外主令手柄是控制变频器的主要操作杆，当安全回路启动后，主令手柄离开零位进入原有档时，变频器启动运行，主令开关进几档时PLC 将按设定的几档频率运行，当主令手柄归零位时，变频器减速停车，同时自动抱闸（液压抱闸和电磁抱闸）；改造后正常情况下抱闸手柄可以完全松开，只是紧急情况下可以拉闸停车，安全回路停止，变频器自由停车。
（6）工频时，各保护点同样工作，另原有动力制动有效。
突发情况及其应对措施：
（1）当变频器故障（包括变频突然掉电或炸机）时，变频器会输出信号切断安全回路实现抱闸（液压抱闸和电磁抱闸），同时PLC 在没有变频运行信号输入，也会切断安全回路实现抱闸（液压抱闸和电磁抱闸）。
（2）当其他（闸间隙保护、过油压保护、过油温保护、松绳保护、过卷保护）故障时两台PLC 都会同时输出实现自动抱闸（其中任何一台PLC 故障都不会影响抱闸）。当两台PLC 都故障时，还有继电器硬件保护回路也会自动抱闸停车或人工拉抱闸手柄停车。
（3）当两套都出故障或是其他故障时，又急需紧急开车时，可以把紧急开车旋扭打到紧急开车上，可以屏蔽所有故障，采用工频实现紧急开车。
7 I7 A6 D( N$ c; n! s+ E改造完成后情况：
（1）正常工作电流：上升 110A----130A。下 降 80A-----95A
（2）运行频率：
6 F  C- X% R, E; F$ ^5 x  R" v上升初始频率        上升客户频率        下降初始频率        下降客户频率
& j) L+ t4 M5 ^  C4 p一档        5HZ        一档        8HZ        一档        5HZ        一档        5HZ
二档        15HZ        二档        20HZ        二档        15HZ        二档        20HZ
三档        25HZ        三档        30HZ        三档        25HZ        三档        30HZ
四档        35HZ        四档        40HZ        四档        35HZ        四档        40HZ
* R7 q& r3 S7 w5 W! L0 I' h五档        50HZ        五档        50HZ        五档        50HZ        五档        50HZ
（3）控制方式：端子台+模拟量（DC0-10V）

2 p/ d' f& n9 A5 R( L9 s; N绞车改造后，整个变频提升系统具有如下特点：
（1）变频系统甩掉了原电控调速用的交流接触器及调速电阻，提高了系统的可靠性，改善了操作人员的工作环境。
（2）实现了绞车电机的软起动和软停止，使运行更加平稳，机械冲击小。
+ v( Y& w- \: _: b$ W. X% ^（3）启动及加速过程冲击电流小，加速过程中最大启动电流不超过1.3倍的额定电流，提升机在重载下从低速平稳无级平滑地升至最高速，也没有大电流出现，大大地减小了对电网的冲击。
（4）增加了直流制动功能，使重车停车时更加平稳。
, n% F7 z$ m' G: }# h1 ?（5） 节能效果显著。据实测，在低速段节能明显，一般可达到20%左右。采用回馈制动，节能效果越明显。
1 h# ^, \' o" P4 F（6） 保护功能齐全，除了过压、欠压、过载、过热、短路等自身保护外，还设有外围控制的连锁保护，包括制动闸信号与正、反转信号的连锁，变频器故障信号与系统安全回路的连锁，机内备有自动减速程序等。对提升机运行过程中的参数及可能危及提升机正常运行的设备进行监测，并具有故障显示、报警功能。
（7） 减少维护工作量，缩短了提升时间，提高了生产效率。