0 前言

江西铜业公司银山铅锌矿采场3^#竖井提升机电控系统是根据机械设备及电机提出的要求, 本着安全、可靠、先进、高效的宗旨, 选用了一套在国内外同类系统中居于较先进水平的系统。该系统采用了目前最先进的硬件设备, 使系统的性能大大提高, 控制、保护功能齐全, 可脱离PLC系统, 独立安全可靠地运行, 不但提高了控制系统的安全可靠性, 可有效地避免事故的发生, 提高系统的自动化水平, 而且可以提高提升机的运行效率和控制精度, 是一套较为理想的控制系统。竖井提升机电控系统安装调试并交付使用以来, 各项技术指标均正常, 提升机运行良好。

1 电控系统主要特点

(1) 传动系统采用第三代全数字调节系统, 主回路为电枢反并联、逻辑无环流可逆调速系统。它是一个模块化多CPU系统, 同时具有调速、PLC和通讯功能, 可以根据主回路的不同形式及矿井提升机的特点来设计专用软件。

(2) 有一套先进的PLC系统, 全中文MMI系统和现场总线技术, 使MMI、PLC全数字直流调速系统与信号系统之间通过以太网和现场总线构成局域网, 实现了各子系统间的软握手, 从而使PLC和传动系统通过通讯的信息双向传递, 实现在MMI画面上动态监视和控制, 以及故障和运行状态的显示。

(3) 针对远程I/O站信号采用光纤传输, 大大提高了系统的抗电磁干扰能力, 减少了下井电缆。

(4) 本着安全、准确、快速的宗旨, 对重要故障的保护采用多重化和冗余化原则, 只要传动系统完好, 罐笼可脱离PLC独立运行, 并具有各种保护功能, 通过控制加速度变化率来控制速度曲线。

(5) 可以实现罐笼运行速度S型、行程控制的全数字化。

2 存在的问题及其对策 2.1 问题的出现

提升系统近期运行中, 多次出现加速不上的故障, 其现象是下放人员时, 当罐笼下至某一中段停止后, 罐笼继续下行则出现加速不上的现象; 有时向上运行又正常。发生故障最严重的一次是从井口下放人员, 速度加速不上(速度为检修速度), 这大大降低了罐笼的运行效率, 耗费更多的时间和能源, 影响了竖井的正常运行。

2.2 问题的分析

针对上述问题, 技术人员一方面对故障原因进行排查, 制定一系列防范整改措施, 但故障仍未消失。另一方面从电控系统本身查找, 认为有可能是某一电气元件受环境影响, 不能正常工作造成的。据分析, 任何电气设备和电气装置通常应在一定环境条件下才能正常工作, 而影响电气设备和装置的环境因素有以下几种。

(1) 气候因素, 如温度、湿度、大气压、腐蚀性气体等。

(2) 机械因素, 如振动、冲击等。

(3) 生物因素, 如霉菌、昆虫等。

(4) 电气因素, 如外磁场、雷电等。

根据我国的气候情况, 一般电气设备使用的环境条件见表 1。

结合分析得知, 3^#竖井井深(竖井的提升高度达430m), 水大, 井筒内长年有水, 环境条件相对于其他竖井来讲较差, 井筒内空气湿度大(21℃时井筒内空气湿度为94 %)。当空气湿度增加, 一方面使空气的绝缘强度降低, 另一方面, 空气中的水分附着在电气设备绝缘材料的表面, 使电气设备的绝缘材料电阻降低, 特别是当空气中的水分渗透到绝缘材料内部时, 材料的绝缘性能大幅度下降, 致使设备的泄漏电流增大, 严重时可造成绝缘击穿。经过组织技术人员进行攻关, 发现故障原因是由于磁性开关未闭合造成的。在校核磁性开关主要技术参数后, 采取了防止磁性开关渗水及分引磁性开关电源进线等措施。通过多次试车试验, 解除了故障。现就磁性开关作一简要概述。

3 磁性开关结构和工作原理

电控系统所用磁性开关为TCK型。有关规程规定, 用作矿井单绳和多绳提升机的井筒开关, 在运行中可以直接检测提升容器实际所处位置, 并配合电气控制设备, 以保障提升机安全准确运行。

TCK磁性开关是非机械接触式磁性开关, 它由磁传感器和电子电路及输出开关组成。当磁性检测体永久磁铁进入TCK开关磁传感器感应区域时, 靠磁场作用, TCK开关动作, 输出开关信号, 输出信号反映检测体的位置、运动方向。其原理框图见图 1所示, 其主要技术参数见表 2。它使用了先进灵敏的磁性传感器和微电子器件, 具有高磁灵敏度、高分辨率的特点。电路设计采用了冗余结构和高抗干扰技术。全部电路由环氧树脂固化在铝或铜开关壳内, 全密封, 防水, 抗砸。

4 结论

从矿井提升机电控系统的主要特点出发, 通过对磁性开关的技术改造, 以及主要技术参数巡查核对, 经过长时间的运行检验, 提升机运行加速时电控系统再也没有发生过故障, 从而有效地保证了提升机安全、可靠、高效地正常运行, 这对生产任务的完成起到重要作用。