煤矿控制节能.docx

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煤矿控制节能

KTJ-P型交流变频调速提升机电控系统

一、系统介绍

   交流变频提升机控制系统采用先进的变频矢量控制技术、双PLC完全控制技术、通讯网络技术以及先进的控制理念。

以最高的安全可靠性为保障，不仅实现了提升机软启动、软停车、连续平滑调速，而且适应不同提升工况的各种要求，最大限度地提高运行效率。

可选择不同电气制动方案，降低了制动能耗。

是多种单绳缠绕、多绳摩擦交流提升电控系统的最优控制选择。

二、 功能特点

   ▲先进的变频矢量控制技术，调整精度高、调速范围宽、启动转矩大。

满足提升机四象限运行。

   ▲采用变频调速，减少了电网冲击、降低启动电流、无机械冲击、延长了提升机的使用寿命。

   ▲先进的双PLC控制理念，实现了双PLC同步运行、相互侦听，双路故障诊断，双路保护冗余；具有单路故障后的热备用功能。

   ▲安全回路采用继电器直动安全回路和PLC程序安全回路的多重冗余。

具有行程和速度多路监控与保护功能。

   ▲关键保护点（过卷、减速点）双线输入。

   ▲现场传感器、接近开关断线、松绳故障侦测与保护。

  ▲系统自动优化的控制程序，为用户解决的适合现场工况的最优化控制模型。

充分考虑了设备安全性能、提升效率、降低损耗、延长使用寿命等各种因素。

  ▲系统具有完善的保护功能以及故障显示、语音报警功能。

 “安全预警”为用户提供了更可靠的安全保障。

  ▲程序自诊断功能为用户提供了简单便捷的故障排除手段。

  ▲具有手动、自动、半自动、检修、调绳、调闸等多种操作方式。

  ▲具有减速段或下放重物时的能量回馈制动功能，节电效果显著，与传统调速方法比最高可节电60℅。

  ▲具有机械制动器液压站残压检测功能，使安全制动更可靠。

  ▲上位机人性化的人机对话窗口，为用户提供了多种操作显示画面，使操作变得非常简单容易。

  ▲具有远程网络接口，提供了远程终端专家诊断的快捷服务。

  ▲灵活的方案组态与配置，可为用户量身定制特殊工况的解决方案。

  ▲提供双变频驱动互为备用的解决方案。

  ▲满足《煤矿安全规程》所有要求。

三、 性能指标

   电压等级：

AC380V∕AC660V∕AC6KV∕AC10KV

  功率范围：

30KW-3000KW

  定位精度：

≤±2厘米

  调速范围：

100：

1

  正常运行：

0-Vm连续可调

  检修运行：

0-0.5m∕s速度可调或0.5m∕s恒速运行

  应急运行：

0-2m∕速度连续可调

  短时最大过载能力：

185℅-225℅

四、特点：

　　1．用PLC控制取代了原有继电器控制，更加可靠。

　　2．用数字显示代替原有的模拟显示，更直观。

　　3．由原来的切换电阻，耗能起动改变为变频器控制节能起动。

　　4．可就地控制，远距离监控。

　　5．增加了后备保护功能及其它参数监控功能。

五、系统控制图：

六、改造后的特点

通过PLC控制系统并结合变频调速系统对交换提升机进行控制改造、不仅可以克服直流调速系统和交-交变频调速系统的毛病，还可以在保证设备和工作人员安全的前提下、使用能量回馈功能最大限度地进行节能、这种控制方式目前是提升机电气传动的发展主流。

对于小型交换提升机已有成功利用变频器的实例。

1、系统特点及现场应用

1.1　系统特点

（1）可编程控制器功能齐全,主控回路可靠性远高于继电器-接触器控制系统,原继电器逻辑关系都可用编程器进行编程,且梯形图与电气图相仿,便于操作人员掌握。

（2）在电机轴和滚筒轴设置2套增量型轴编码器,用以测量容器的相对位置和速度,简化了系统结构,整机可靠性明显增强。

（3）各速度继电器采用程序完成,速度闭环系统也采用程序调节,再配合采用可调闸动力制动控制模板,省去了测速发电机、交流稳压电源、自整角机、凸轮板给定装置、磁放大器等硬件电路,系统的速度闭环控制调整简单准确,从根本上降低了产生故障

的机率。

（4）保护功能更加完善,特别是在防止过卷装置、防止过速装置、限速装置和减速功能保护装置等方面,PLC软件保护与原有的保护装置形成了相互独立的双线型,提高了保护的可靠性,增强了提升机的抗干扰能力。

（5）操作台面板上设有各关键环节工作状况的灯光指示、运行参数显示和语音报警,使操作、维护人员一目了然,大大提高了提升机工作的安全性能。

（6）可根据矿井提升要求,通过更改程序,在线变更控制方式,增减控制内容,还可在不增加任何附件的情况下增设多种保护。

2.2　系统现场应用

（1）该系统在淮北矿业集团投入使用以来,运行稳定可靠,节电效果显著。

（2）缓解了矿井用电高峰负荷紧张局面。

改造后,爬行段低频用电负荷大大缓

解了矿井主变压器过负荷状况。

七、工程案例

河南神火煤电股份有限公司葛店煤矿主井提升系统自2008年10月份调试运行成功至今，运行稳定。

现场操作人员采用每周切换一次变频器的方式，轮流使用两台变频器，以保持两台变频器状态一致。

葛店矿井深261.9m，系统调试运行后，运行一个循环为61s，加速段13s，等速段25s，减速段11s，爬行段12s。

等速段的速度为6.88m/s，爬行段的速度为1.13m/s。

采用变频器调速方式后，运行一个循环的时间准确，不随负载变化和操作人员的操作不同而变化。

变频器在使用过程中，维护简单，只需要定期清理过滤网，保持变频器的清洁。

变频器的运行效率高达96%，节电率28.5%、直接经济效益显著。

并且运行过程中发热量非常小，电气室内温升小

KDXJ煤矿井下排水自动化控制系统

一、 产品简介

KDXJ煤矿井下排水自动化控制系统是我公司根据煤矿井下排水系统的实际情况，结合先进的PLC控制技术，开发出的一套自动化控制水泵运行、采集现场数据、提供报警信息，可以在地面生产调度中心实时监控现场数据的高技术含量产品。

该系统适用于煤矿井下各种排水系统的自动化控制，具有运行可靠、操作方便、自动化程度高、可扩展性强、延长设备使用寿命等特点，并可节省水泵的运行费用。

二、系统基本特点：

1. 实现对排水泵的远程启停控制和测，可以在调度中心对排水泵运行参数进行修改，有效监测各种故障信息。

2. 选用先进的PLC控制器，配置以太网通讯接口，极大的提高了系统的实时性及数据处理速度。

3. 系统能够通过检测水仓水位和相关数据，自动控制水泵轮换工作与适时启动备用泵。

4. 系统具有多生安全措施，设置故障连锁状态及应急预案，维护量少，可靠性高，技术先进，能够达到减人提效、无人值守的目的。

5. 系统可扩展性强，通过通讯接口可以和全矿综合自动化系统实现联网。

6. 数据实时显示、存储以及远程传输，并自动生成系统运行报表。

上位操作站具有丰富的图形画面，直观、形象、实时地反映系统工作状态，操作快捷方便。

三、系统功能介绍：

1、 自动控制功能

通过自动检测水仓水位及相关参数，达到自动控制水泵适时启动、合理调度轮换工作、远程监控、及时报警，可实现减人提效、无人值守的目的。

1） 水位自动监测：

采用超声波水位仪及投入式水位传感器两套设备同时工作互为参考的监测模式。

根据工况要求编制逻辑选择程序，预防水位传感器故障互为备用，并实时报警。

2） 水泵运行控制：

水泵运行前自动进行水位检测、供电参数检测、水泵循环使用记录及管网压力检测、负压检测等工作，全部符合要求时才会对水泵进行运行控制。

3） 水泵自动开停控制：

监视水仓水位的变化，在高水位，并且处于电网低负荷时间段，则开启一台水泵排水。

当处于电网高负荷时段，水位处于高限时可以暂缓开泵，当水泵达到上限时，陆续启动多台水泵排水。

低限时陆续停泵，达到对电网的“移峰填谷”的目的。

4） 水泵自动轮换：

控制程序将水泵启停次数及运行时间和停车时间等参数自动记录并累计，根据这些参数按一定顺序自动启停水泵，使各水泵均衡使用。

同时将故障泵自动退出轮换工作，其余各泵继续按一定顺序自动轮换，以达到有故障早发现、早处理，以免影响矿井安全生产的目的。

5） 系统自动报警：

当系统设备出现故障时，通过形象的上位监控画面，及时向工作人员提供声光报警，阻止事故的发生。

2、 半自动控制功能：

根据实际需要可以切换到半自动控制方式。

在此方式下，操作人员可以在上位操作员站手动启停水泵及相关设备。

3、 就地控制功能：

各设备工作方式切换到就地位置时，可以人工就地控制设备的启停，可用于设备的检修。

4、 保护功能：

＆#61656; 超温保护：

水泵、电机温度超过警戒值时，提供超限报警。

＆#61656; 电机保护：

检测电机电流、电压参数与保护。

＆#61656; 电动阀门保护：

检测电动阀门的故障信号，并参与水泵的连锁控制。

＆#61656; 缺水保护：

当水池缺水时，自动停机。

 四、系统组成

系统采集监控信号

开关量输入信号：

水泵的开停状态，故障状态、远控状态；每个阀的开状态、关状态、过扭矩；真空泵的运行状态、故障状态；接受操作人员的控制指令、检修指令、测量液位的报警状态。

 开关量输出信号：

控制水泵电机的启停信号；控制电动闸阀的开、停信号；控制电动球阀的开、停信号；控制真空泵的开停信号。

 模拟量输入信号：

水仓水位；管网压力；电机轴承温度；水泵轴承温度；电机电流；系统电压；管网排水流量。

四、 性能参数

技术参数

控制装置供电电压：

AC127V∕50Hz。

通讯传输口：

TCP∕IP10M∕100Mbps\自适应

双线制水位传感器：

0-15米

控制水泵数量2-6台

工作环境

环境温度：

-10℃～+40℃

相对湿度：

≤95℅（+25℃）

适用于煤矿爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合

防护等级：

IP55

无剧烈振动

适用范围：

煤矿井下排水系统的自动化控制

煤矿主井通风系统监测与控制系统

一、应用环境

   主要用于煤矿主井通风系统的控制与监测，是集变频调速技术、PLC控制与采集及上位监测、控制为一体的高新技术产品。

该产品主要适用于煤矿主扇通风机正常通风及排放瓦斯生产过程的全自动化控制和对风机等设备在线监测。

主扇风机在线监测和控制系统对矿井主通风机设备的安全与经济运行具有较大的经济效益和社会效益，另外该系统的开发使得设备的自动化程度进一步提高，工人工作环境与劳动强度得以改善，提高了工作效率，同时可提高数据测量精度及可靠性。

属于煤矿安全生产主要推广的高效、节能的自动化监测与控制设备。

 二、系统构成

  上位机监控系统、高低压配电系统、变频控制系统、PLC控制系统、检测传感器

三、主要特点

1.技术先进、操作方便、安全可靠、性价比高、系统开放；

2.上位机系统设有友好的人机界面，操作简单方便、界面简洁明了、功能实用；

3.采用成熟而又可靠性高的网络操作系统平台WindowsXP;

4.采用功能强大的人性化监控软件，模块化设计；

5.事件实时记录与历史追查记录；

6.硬件与控制系统软件选用开放性平台

 四、功能及技术指标

1. 实现风机软起动、软停机及可调节风机频率，具有两台风机切换过程中，风门及其它辅助设备的自动连锁控制。

2. 通过现场总线通讯将变频器的电流、电压、频率、转速直接采集到PLC中，实时性好。

3. 系统具有列表、储存、显示、报警、网络上传、远程检测、打印报表等功能。

4. 一年一度反风试验的自动控制。

5. 可实现两种控制功能：

手动控制和检修控制。

6. 具有网络功能，预留有以太网接口，可直接与全矿综合自动化网络相连。

7. 可以通过屏幕直观的了解设备各个观测点的运行数据及控制结果。

8. 系统采用了双PLC工作原理，当一套PLC出现故障时，能手动的切换到另一套PLC运行。

并且系统具有自诊断功能和执行监测功能，即系统在每次运行前