清原主井提升机电控技术协议.docx
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清原主井提升机电控技术协议
主井提升机电控技术协议
需方：
清原满族自治县锦宇隆矿业有限公司
供方：
中信重工机械股份有限公司
一、设备名称及数量
设备名称：
提升机直流电控系统
设备数量：
壹台套
二、总体说明
1、提升机全数字直流电控设备符合下列文件的规定和基本要求：
1.1《煤矿安全规程》（2010版）。
1.2《直流传动矿井提升机电控设备第二部分晶闸管电控设备》（JB/T6754.2-1993）
1.3《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）
1.4《矿山电力设计规范》GB50070-2009
1.5《低压配电设计规范》GB50054-95
1.6《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》GB/T13926-92
1.7《快速瞬变干扰实验》IEC61000-4-4
1.8《浪涌抗扰性实验》IEC61000-4-5
1.9《电气设备的抗干扰特性基本测量方法》（GB4859-84）
1.10《3-110KV高压配电装置设计规范》（GB50060-92）
1.11《高压开关设备通用技术条件》（GB11022）
1.12《电力装置的继电保护和自动装置的设计规范》（GB50062-92）
1.13《矿用一般型电气设备》（GB12173-90）
1.14《外壳防护等级的分类》（GB4208-84）
1.15《浪涌抗扰性实验》IEC61000-4-5
1.16《工业无线电干扰基本测量方法》GB3907-83
1.17《全数字直流传动矿井提升机电控设备技术条件》MT/T1083-2008
1.18《电工控制设备造型设计导则》GB/T10217-1988
1.19《电工设备结构总技术条件》GB/T15193-1994
1.20《电气传动控制设备基本试验方法》GB/T10233-1988
1.21现行国家电工委员会及其它有关标准。
1.22进口电气设备遵守国际电工委员会IEC标准。
1.23电控装置的静动态性能指标完全满足提升机四象限运行的要求。
1.24电控装置能够承受提升机和通风机运行时的地坪振动。
1.25电控装置的电磁兼容性符合有关规定要求。
1.26安全回路等关键电路采用冗余结构设计。
1.27电控装置设置柜内照明，采用标准尺寸全密闭控制柜。
防护等级大于IP21。
1.28井筒电气设备满足防爆、防水要求。
1.29电控系统采用磁场恒定，电枢可逆12脉动控制，其中可编程控制器等关键设备为原装进口产品。
2、原始技术数据
2.1、提升机技术参数
提升方式：
半自动、手动、检修及紧急故障开车运行方式。
提升机型号：
×××
液压站：
×××
减速比：
×××
提升方式：
××
提升高度：
×××
环境温度（室内）：
最高气温：
38℃，最低气温：
-40℃。
最大提升速度：
××m/s
提升水平数：
×水平。
2.2、提升机主传动电动机技术参数
电动机电枢采用12脉动晶闸管变流器，电枢换向，磁场恒定，强迫通风。
电动机型号：
××××××××
电动机额定功率：
1900KW；
电枢电压：
750VDC；
电枢电流：
（预估）2800A；
励磁电压：
（电机厂家提供）；
励磁电流：
（电机厂家提供）；
额定转速：
63r/min；
在电动机內部予埋PT100热电阻，司机操作台显示电动机內部的温度。
3、电控系统设计及电控设备成套范围
3.1、提升机电控系统总体设计方案
提升机电控系统采用JKMK/Z-SZ型电控系统，该电控系统通过了原国家机械工业部组织、原国家煤炭部参加的部级鉴定，并根据矿井实际情况作相应的修改。
1）调速系统设计选用SIEMENS公司6RA70全数字直流调节装置。
主回路采用磁场恒定、电枢反向、改装12脉动传动方案。
带有必须的各种保护功能。
2）操作、监控和安全保护系统选用SIEMENS公司的原装S7-300系列可编程控制器。
系统采用双S7-300CPU架构。
3）主控计算机应用软件能完成提升机半自动、手动、检修等各种运行方式的控制要求以及特殊工况如低速运行等控制要求。
——半自动操作：
在半自动运行逻辑正常时，可实现信号工打点，司机按钮开车，系统自动完成一个提升循环；具有自动选择去向，确定运行速度等功能。
——手动操作：
司机可通过手柄控制提升速度从0至最高运行速度范围内连续可调，同时速度要受到行程的限制。
——检修运行：
最高速度为0.5m/s（大小可调），司机通过手柄能够实现0～0.5m/s速度的连续可调。
4）紧急故障开车功能
——在计算机、监测系统出现局部故障时，提升机能实现低速故障运行，速度<2m/s。
5）慢动控制方式（需要信号系统具备并提供慢上、慢下、停车信号速度0.1m/s）
——司机根据信号工的信号通过按钮完成上、下慢动。
6）计算机操作站配置研华工控机，彩色打印机、液晶显示器以完成对提升机运行状态、参数、故障进行监控、打印和数据存储,可实现人机通信。
7）整个电控系统的各部分可以通过网络进行数据和信号交换。
整个电控系统采用网络化、人性化设计，充分考虑现场的安装，尽量简化安装和维护，因此整个系统采用新技术，使整个系统的外接线大量减少。
其他特点及功能：
——全中文化标识：
所有指示、操作、执行等元件标识全部中文化，使操作维护人员无须查看图纸，主要元件的控制作用一目了然。
——柜内照明：
所有单柜内均安装照明设备，照明电源独立供电，便于安装和维护。
——柜间预配电缆线：
出厂前所有成套范围内设备间的插接控制线均进行预配线。
线缆两端均为插接件，按要求插接即完成控制柜柜间的安装。
（需要用户提供控制柜柜间距离）。
——PLC除替代JKM电控中的部分单元继电器，如：
延时回路时间继电器、测速回路中的速度继电器，方向继电器、错向继电器等，还可实现可调闸闭环控制，全行程速度保护，还能准确给出减速点、精针投入、过卷点，解除二级制动点等的位置信号，作为后备保护用。
——在实现可调闸速度闭环的过程中，可调闸模块与PLC共同起作用；
——光电编码器与测速机相互监视；
——全矿停电情况下，控制系统能配合液压制动系统，实现二级制动，并可靠停车；
——参数设定或整定比较容易，使调试及维修工作更加简单方便。
3.2、电控设备成套范围及技术说明
3.2.1高压开关柜5台
KYGC型。
两进两出一保护。
配微机综保。
采用VS1真空断路器。
进线柜、馈电柜均配有电流互感器、电压监视装置等，电压测量及保护柜配有电压互感器、避雷器、电度表、电流、电压等测量仪表和过流、短路、低电压等保护以及供测量和保护用的电压、电流互感器等。
高压真空开关柜满足“五防”要求。
3.2.2整流变压器2台
干式整流变压器；1500KVA；10kV±5%/380V；
组别为：
△/Y-11、△/△-12各一台，短路阻抗6%。
单台二裂解，给两台功率柜供电，共有四台功率柜。
带温控装置，带风机冷却。
3.2.3励磁变压器1台
干式整流变压器；参数选择具体根据电机参数确定。
组别为：
△/Y-11，短路阻抗6%，带温控装置，带风机冷却。
3.2.4全数字调节柜1套
采用SIEMENS公司生产的6RA70系列全数字直流调速装置配国产功率单元。
额定输出电流5000A。
保证提升机正常安全运行。
实现的功能及设置
1）交流侧进线电压与整流变压器二次侧电压相匹配。
2）有交流侧过压保护。
3）带快熔保护
4）带阻容吸收装置
5）手动、自动速度给定值
6）起动防冲击控制（“S”型给定曲线）
7）速度、电流双闭环系统
8）具有错向保护功能
9）过压、欠压保护
10）设置系统参数功能
11）故障自诊断功能（缺相、欠压、增转、欠磁等数十种以上）
12）快熔熔断显示
13）轻重故障综合保护并参与控制
14）自带为电动机磁场供电的调节功能。
3.2.4.1励磁柜1台
励磁整流装置采用一台进口SIEMENS公司6RA70系列功率单元，根据电机磁场电压电流要求供电。
接线方式：
三相全控桥6脉动
额定输出电压：
110V/22OV（根据电机励磁电压确定）
3.2.4.2调节柜1台
采用SIEMENS公司生产的6RA70系列全数字直流调速装置。
通过控制功率柜的功率单元对电动机电枢进行控制。
3.2.4.3功率柜4台
采用国产功率单元。
用于电动机电枢控制。
3.2.4.4切换柜1台
在一路功率回路出现故障的情况下，可实现6/12脉动切换，实现主电动机满载半速运行。
3.2.5主控PLC柜1台
采用Siemens公司S7-300系列PLC。
一台为主PLC，另一台为从PLC。
具有现行《煤矿安全规程》和《金属非金属矿山安全规程》规定的各项保护功能，且指示事故状态。
控制系统具有以下功能：
1）主控计算机应用软件能完成提升机半自动、手动、检修、慢动、紧急开车等运行方式的控制要求。
2）监视提升系统各路电源。
3）完成提升机运行工艺要求的控制功能。
4）实现对调速系统速度给定的控制。
5）实现提升机液压制动系统控制功能。
6）实现完善的保护功能，对于全速超速、井筒两端减速段超速、上下过卷等安全保护等实现多重保护。
同时，还能完成定点速度监视、井筒开关监视、电机温度检测、制动系统故障保护、润滑系统故障保护、错向保护、操作手柄不在零位不能解除安全制动的闭锁、未接到工作信号，提升机不能启动的闭锁、机械制动转矩与主电机驱动转矩的闭锁、卸载站受矿仓满闭锁、防止箕斗重复装载的闭锁、闸瓦磨损与弹簧疲劳等监控与保护功能。
过卷开关设置机械式及感应式（磁开关）各一套。
7）实现连续速度包络线监测保护和逐点速度监测保护功能。
8）实现数字行程给定功能，定位精度≤|2|cm，并实现数字行程罐位显示，在井筒内设置同步开关对光电编码器进行同步校正。
9）实现PLC故障状态下的低速故障开车功能。
10）保护功能按下列三类设置：
——立即施闸的紧急停车。
——首先按设定减速度减速，然后紧急停车。
——完成本次提升后不允许再次开车的功能，即一次提升。
11）完成提升机位置控制，保证提升机安全运行。
12）主控计算机的故障自诊断功能。
13）可在线或离线修改用户程序。
14）实现上位机监控功能。
15）安全回路（软件与硬件冗余）：
现场安全事故信号采用继电器隔离后进PLC，利用PLC内部安全回路和外部继电器安全回路共同构成两重安全保护。
在PLC内部也可设置多重保护回路，以实现对各种故障的综合判断。
具有所要求的各种保护。
如：
过卷、15%超速、减速过速保护，2m/s井口限速等保护。
16）闸控系统：
——工作闸采用PLC计算控制，可自动和手动调节。
——实现安全制动及闸控系统控制功能的软件及硬件已含在计算机柜内。
17）软件设计采用功能模块化、结构线性化设计。
为便于用户阅读，软件带有完整齐全的注释。
3.2.6低压辅助电源柜1台
～380V双回路进线，为电控系统的各路辅助设备供电。
柜内配有山特在线式UPS不间断电源，以便在主电源故障情况下，能够使提升机实现可靠的安全制动，为计算机提供电源，保证计算机的运行和数据保持。
柜面装有电压测量仪表及各电源回路工作灯指示。
主电机风机采用变频控制，在变频器出现故障的情况下，能实现变频和工频切换。
3.2.7司机操作台（含座椅）1套
选用分体式操作台。
操作台上装有指示灯、仪表、选择开关、按钮等设备，能实现提升机运行的各种控制工艺的要求。
——仪表主要显示的内容：
测温显示（包含电机测温和主轴测温），罐位数字深度指示器（精针显示罐位的实际位置）及柱式模拟深度指示、数字式速度指示、电枢电压、电枢电流、励磁电流、制动油压、润滑油压、可调闸电流、高压电源电压等。
——指示灯的内容包括：
提升机运行状态指示、信号指示和安全状态指示两大类。
在操作台的一侧放置上位机及其显示设备。
——选择开关及按钮包括：
运行方式选择开关、过卷复位开关、自锁式紧急制动按钮、半自动开车按钮、过卷实验按钮（或开关）等。
3.2.8上位监控计算机1套
1）台湾研华奔腾DCPU多媒体工控机一台，320G/2.0G/DDR2G,带鼠标、键盘、22寸液晶显示器一台，A4彩色喷墨打印机一台等。
2）具有与PLC通讯接口，通过键盘对提升机电控系统进行编程。
实时画面可显示提升机的速度，提升深度、故障，以及各幅画面的切换。
3）控制软件实现：
——提升系统动静态画面生成（如提升过程动态，显示速度动态曲线，电枢电流动态曲线，提升容器位置动态显示等）。
——井筒开关动作情况记忆及显示。
——故障自检显示、报警，能显示故障发生位置、时间、原因等，对系统重要参数如速度、电流、电压及运行状态进行实时检测，对重要的参数，如速度图可存盘并保留至少一个班次。
——各类报表生成（班报、日报、月报、年报）历史记录
4）留有与全矿自动化网络联网的工业以太网RJ45接口（TCP/IP上传协议）。
3.2.9直流快开1台
直流回路中采用DS12系列直流快速开关，用于电动机和整流装置的过流保护。
采用桥式双断点触头，具有结构紧凑，操作机构灵巧，分断能力高等特点。
3.2.10电抗器（干式）1台
用于电枢回路起到平波作用。
具体参数根据电机及主回路参数进行计算。
3.2.11脉冲发生器3台
――据控制功能的要求，选用两台脉冲发生器装于主机卷筒侧，用于行程监控。
――脉冲发生器和测速机之间的速度相互监测。
――根据脉冲发生器产生罐笼的位置信号，并在操作台上显示。
3.2.12信号系统
信号系统与主控系统采用通讯方式联结。
分别在装载点、卸载点及井口设置远程I/O模块和光纤链路模块。
装载点、卸载点及井口采用光纤通讯方式。
机房信号在主控操作台上面显示。
主井信号系统具有“手动”、“自动”、“检修”功能。
一、具体内容：
（1）、主井为独立的提升信号系统，不含装卸站控制。
但与装卸站具有闭锁功能。
（2）、服务水平：
井底装载点、井口卸载点、井口。
（3）、提升机房具备声光显示，提人、提物等显示。
（4）、检修慢速信号声光显示，在检修信号状态下提升机电控不允许全速运行。
（5）、事故紧急停车报警信号各中段均可向提升机房发出信号。
（6）、工作信号、紧急停车信号必须声响和显示兼备，发出信号中段应能收到井口向提升机机房发出的声光信号。
二、显示功能：
（1）、车房显示（在主控操作台上显示）
①提升类别指示：
“人”、“物”；
②提升指令的显示：
“上”、“下”、“慢上”、“慢下”；
（2）、井口卸载点信号显示：
①有下井口发来的提升指令显示和本位转发至车房的提升指令显示；②有提升类别的显示：
“人”、“物”；
（3）、井底装载点信号显示：
①有下井口发至上井口提升指令数码显示；②有提升类别显示：
“人”、“物”；
（4）、井口检修箱显示：
①该检修箱用于罐道检修时使用，当需要检修罐道时，卸载点信号台上转换开关转至“检修”位置，此时，装载点及卸载点信号台都不能发出信号，只有井口信号箱能向主控发出信号；②有提升类别显示：
“人”、“物”；能发出的指令：
“上”、“下”、“慢上”、“慢下”、“停车”“急停”等；
三、闭锁功能
（1）提升信号与绞车控制回路闭锁，即绞车房接不到提升信号，绞车开不了车；
（2）急停信号与绞车安全回路闭锁，即当信号工发出急停信号时，绞车安全回路跳闸（留有接口）；（3）提升信号与装卸站控制的闭锁。
主要元器件生产厂家：
1、继电器采用法国施耐德公司产品；
2、断路器采用天津梅兰日兰C65N系列（合资生产）；
3、稳压电源采用魏德米勒公司产品；
4、接触器、热继电器采用西门子公司技术生产产品；
5、直流快开采用上海立新产品；
6、原装进口PLC：
SIEMENS公司S7-300主流产品；
主井提升机电控系统设备供货清单
序号
名称
型号/规格
数量
备注
1
高压真空开关柜
KYGC型两进线一出线
VS1断路器、微机综保
5台
两进两出一保护
2
整流变压器
1500kVA10kV±5%/380V带冷却风机和测温指示
2台
国产品牌
3
励磁变压器
三相干式整流变压器
1台
国产品牌
4
励磁柜
西门子原装6RA70调速装置
1台
用于励磁控制
5
调节柜
西门子6RA70调速装置
1台
用于电枢控制
6
功率柜
国产功率单元
4台
用于电枢控制
7
切换柜
6/12脉动切换
1台
8
计算机柜
含原装S7-300PLC模块
1台
9
低压电源柜
含稳压电源、各路低压电源
1台
含UPS
10
操作台
含原装S7-300PLC模块
1台
11
上位机系统
奔腾DCPU320G/2.0G/DDR2G工控机+22寸液晶显示器+彩色喷墨打印机
1套
台湾研华工控机
12
电抗器
根据电机参数确定
1台
两倍电流不饱和
13
直流开关
DS12系列
1台
上海立新
14
轴编码器
欧姆龙光电编码器
3台
（含弹性联轴节）
15
测速发电机
ZYS-8A
2台
16
井筒开关
磁开关和限位开关
1套
17
插接电缆
1套
18
远程诊断系统4
VPN
1套
19
DP网通讯电缆
6XV1830机房内部系统间网络通讯
1套
20
信号系统
装载点信号、卸载点信号、上井口检修箱，光纤通讯，含信号多模凯装光纤及附件
1套
升级会员 