礦用提升機控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及控制系統(tǒng)，尤其涉及礦用提升機控制系統(tǒng)。本實用新型包括提升機控制裝置、井口控制裝置和井底控制裝置，提升機控制裝置、井口控制裝置和井底控制裝置通信連接，提升機控制裝置包括變頻柜、操作臺和外部傳感器，所述變頻柜、操作臺和外部傳感器通信連接，變頻柜包括變頻器，操作臺包括主PLC和輔PLC，主PLC和輔PLC之間通信連接，外部傳感器包括高速軸光電編碼器和低速軸光電編碼器。其有益效果是，將提升機控制裝置、井口控制裝置和井底控制裝置作為一個整體進行設計，形成一個獨立完整的控制系統(tǒng)，從而實現系統(tǒng)中各功能有機結合，實現提升機全自動運行，有效提高了礦井提升安全系數和運行效率。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及控制系統(tǒng)，尤其涉及礦用提升機系統(tǒng)。 礦用提升機控制系統(tǒng)

【背景技術】
[0002] 礦用提升機(下簡稱提升機）是礦山主要生產配套設備，擔負著礦井礦物、材料、設 備及人員等提升任務，其安全可靠地運轉，是保證礦井生產正常進行的基礎。提升機包括機 械部分和電氣控制部分，其電氣控制部分自動化程度的高低決定著其技術水平的高低，也 是衡量提升機安全可靠性的主要依據。早期的提升機大多采用傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，其 自動化程度低，故障率高，運行可靠性差。近幾年，隨著工業(yè)自動化控制技術在礦山的推廣 應用，提升機控制系統(tǒng)大多采用"PLC +變頻控制"技術。目前已經有相當一部分礦井將過 去老式提升機電控系統(tǒng)進行了更新改造，其自動化水平和可靠性得到了較大提高。"PLC + 變頻控制"的提升機控制系統(tǒng)雖然代表著目前先進的技術水平，但因各廠家的技術水平差 異較大，國家也未對此制定具體的標準，目前在用產品技術水平和質量差別很大，而且存在 以下共性的問題或不足：
[0003] -是控制系統(tǒng)自動化程度不高。目前大多數提升機仍為手動控制，一些較先進的 控制系統(tǒng)也僅能做到"半自動"控制；
[0004] 二是系統(tǒng)集成度不高。礦井提升控制系統(tǒng)含提升機控制系統(tǒng)、井口信號和操車控 制系統(tǒng)、井底信號和操車系統(tǒng)。由于目前設備生產廠家技術上不能統(tǒng)籌兼顧的原因，現場應 用中的產品大多是將三個部分各自獨立，自成一體，這就使得其在控制功能上不能統(tǒng)一協(xié) 調，這是過去提升系統(tǒng)實現自動化的一個主要障礙。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的目的是，實現礦用提升機全自動運行。
[0006] 本實用新型采用的技術手段是，包括提升機控制裝置、井口控制裝置和井底控制 裝置，提升機控制裝置、井口控制裝置和井底控制裝置通信連接，提升機控制裝置包括變頻 柜、操作臺和外部傳感器，所述變頻柜、操作臺和外部傳感器通信連接，變頻柜包括變頻器， 操作臺包括主PLC和輔PLC，主PLC和輔PLC之間通信連接，外部傳感器包括高速軸光電編 碼器和低速軸光電編碼器。其有益效果是，將提升機控制裝置、井口控制裝置和井底控制裝 置作為一個整體進行設計，形成一個獨立完整的控制系統(tǒng)，從而實現系統(tǒng)中各功能有機結 合，實現提升機全自動運行，有效提高了礦井提升安全系數和運行效率。
[0007] 在一些實施方式中，提升機控制裝置還包括上位機，上位機與操作臺通信連接。其 有益效果是，通過上位機實現對提升機運行狀況的遠程監(jiān)控。
[0008] 在一些實施方式中，井口控制裝置，設有第一位置傳感器、第二位置傳感器和定位 開關，第一位置傳感器、第二位置傳感器和定位開關通信連接。其有益效果是，通過第一位 置傳感器、第二位置傳感器發(fā)出感應信號，定位開關接收感應信號使提升機制動，起到對井 口罐籠的自動定位的效果。
[0009] 在一些實施方式中，井底控制裝置，設有第三位置傳感器、第四位置傳感器和行程 開關，第三位置傳感器、第四位置傳感器和行程開關通信連接。其有益效果是，通過設有第 三位置傳感器、第四位置傳感器發(fā)出感應信號，行程開關接收感應信號使提升機制動，起到 對井底罐籠的自動定位的效果。
[0010]在一些實施方式中，操作臺設有轉換開關，轉換開關分為三檔，分別為自動模式、 手動模式和應急模式。其有益效果是，通過提升機操作臺上的轉換開關可分別將礦用提升 機切換為自動、手動和應急提升三種控制模式，保證提升機在任何情況下均能正常提升，起 到提高控制系統(tǒng)的可靠性，保障礦井正常生產的效果。
[0011] 在一些實施方式中，提升機控制裝置、井口控制裝置和井底控制裝置均設有緊急 停車按鈕。其有益效果是，通過緊急停車按鈕直接使提升機自動緊急停車，起到保證安全的 效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型一實施方式的礦用提升機控制系統(tǒng)的結構框圖。

【具體實施方式】
[0013] 下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0014] 圖1示意性地顯示了根據本實用新型的一種實施方式的礦用提升機控制系統(tǒng)，包 括提升機控制裝置1、井口控制裝置2和井底控制裝置3,提升機控制裝置1、井口控制裝置 2和井底控制裝置3通信連接，提升機控制裝置1主要包括變頻柜11、操作臺12和外部傳 感器13,變頻柜11、操作臺12和外傳感器13通信連接，變頻柜11主要包括變頻器111，操 作臺12主要包括主PLC121和輔PLC122,主PLC121和輔PLC122之間通信連接，外部傳感器 13主要包括高速軸光電編碼器131和低速軸光電編碼器132。
[0015] PLC具有智能化控制功能，將接收的各種信號進行數字化轉換，按照程序進行邏輯 和數字運算處理，并輸出控制信號，控制各執(zhí)行元件動作，使提升機實現數字化控制和全自 動運行。在井口控制裝置2設有第一 PLC25,在井底控制裝置3中設有第二PLC34,用于對 提升信號、人車信號和緊急停車信號的發(fā)送、接收與閉鎖等處理。第一 PLC25、第二PLC34 與主PLC121和輔PLC122通信連接。信號發(fā)送與接收的過程為：井底信號員通過點按井底 控制裝置3上的按鈕，發(fā)出相應提升信號，傳送至井底控制裝置3的第二PLC34進行閉鎖處 理，第二PLC34輸出信號使輸出端信號繼電器動作，輸出相應信號，通過第二PLC34通信傳 輸回路，將信號傳送至井口控制裝置2的第一 PLC25,經第一 PLC25處理后輸出相應信號， 將相應信號通過PLC通信傳輸回路，將信號轉送至提升機控制裝置1的主PLC121。井口信 號員根據井底信號點數向提升機房轉發(fā)與井底控制裝置3所發(fā)出的相同的信號（同樣通過 PLC通信傳輸回路傳送)。提升機控制裝置1的主PLC121在接收到兩種信號后，進行比較和 判斷，若兩種信號相同，則控制提升機作相應給定方式運行，否則，本次信號無效。避免了信 號"誤發(fā)"和對信號的"誤判"現象。
[0016] 變頻器111是礦用提升機控制系統(tǒng)中主要功率控制部件，它在PLC的控制下，輸出 各種頻率的電源，從而控制提升機主電機按給定轉速轉動，以滿足提升機各工況下(包括正 力提升和負力提升）所需速度和轉矩要求。主PLC121、輔PLC122為操作臺控制核心部件， 其中主PLC121主要用于對提升機運行的控制，輔PLC122用于對提升機運行狀況的監(jiān)控， 兩PLC形成各自的軟件安全回路，實現對提升機速度、位置等重要參數的雙重或多重保護。 高速軸光電編碼器131和低速軸光電編碼器132分別安裝于提升機電機高速軸端和深度 指示器軸端，用于對提升位置和速度的測量，同時作為深度指示器失效的監(jiān)測，高速軸光電 編碼器131將編碼器信號傳送至主PLC121，低速軸光電編碼器132將編碼器信號傳送至輔 PLC122進行運算處理，形成對提升位置和速度的雙重監(jiān)控。
[0017] 將提升機控制裝置1、井口控制裝置2和井底控制裝置3納入同一個系統(tǒng)進行設 計，在硬件和軟件上將各部分緊密結合在一起，從而形成了一個完整的系統(tǒng)，簡化了系統(tǒng)硬 件和軟件，使各部分更加集成化和優(yōu)化，其功能得到充分發(fā)揮，增強了整個系統(tǒng)控制功能。 系統(tǒng)應用PLC的可編程和智能化功能以及遠程通信功能，配合變頻器111的可調速功能，滿 足立井、斜井等各種提升系統(tǒng)的自動控制需要，實現對提升機的遠程監(jiān)控和全自動運行，取 消了人員操作。
[0018] 上位機14安裝于礦井集中監(jiān)控中心。監(jiān)控中心人員通過上位機14實現對提升機 運行狀況的遠程監(jiān)控。上位機14與操作臺12通信連接，在需要時，可通過上位機14對提 升機進行運行參數的設定、操作和故障處理等。
[0019] 在井口控制裝置2設有第一位置傳感器21、第二位置傳感器22和定位開關23,用 于對提升到井口的主罐和副罐進行定位，當罐籠提升至井口停車位置時，定位開關感應信 號而動作，提升機制動，完成了井口罐籠的精確定位。在井底控制裝置3設有第三位置傳感 器31、第四位置傳感器32和行程開關33。安裝在井底的第三位置傳感器31、第四位置傳 感器32作為井底罐籠的定位信號，當罐籠到達井底停車位置，行程開關33感應到信號而動 作，提升機制動，完成了井底罐籠的自動定位。本礦用提升機控制系統(tǒng)是以提升容器的實際 位置進行定位，是一種直接定位的形式，它消除了過去間接定位產生的各種誤差，具有定位 準確，并減少平時需經常性進行人為"對位"帶來的麻煩，實現提升容器在井口和井底自動 準確定位停車，而不需要依靠操作人員反復啟動提升機對提升容器進行定位，特別是立井 提升時。
[0020] 操作臺12設有轉換開關123,轉換開關分為三檔，分別為自動模式、手動模式和應 急模式，使得提升機具有自動、手動和應急提升三種控制模式，極大地提高了礦井提升可靠 性。通過操作臺12上的轉換開關123可分別將提升機切換為自動、手動和應急提升三種控 制模式。正常情況下采用自動控制模式。當自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障或需要進行特殊提升控 制時，采用手動控制模式。當PLC或與之配套的其他部件發(fā)生嚴重故障，并一時不能修復 時，可切換至應急提升模式。以上三種控制模式可保證提升機在任何情況下均能正常提升， 大大提高了提升系統(tǒng)的可靠性，對保障礦井正常生產十分有利。
[0021] 提升機控制裝置1、井口控制裝置2和井底控制裝置3均設有緊急停車按鈕4,用 于發(fā)送各水平緊急停車信號。緊急停車信號不受其他限制，直接將信號傳送至主PLC12進 行控制，無論何時按下該按鈕均將使提升機立即自動停止運行。
[0022] 以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說， 在不脫離本實用新型創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用 新型的保護范圍。
【權利要求】
1. 礦用提升機控制系統(tǒng)，其特征在于，包括提升機控制裝置（1)、井口控制裝置（2)和 井底控制裝置（3)，所述提升機控制裝置（1)、井口控制裝置（2)和井底控制裝置（3)通信 連接，所述提升機控制裝置（1)包括變頻柜（11)、操作臺（12)和外部傳感器（13)，所述變 頻柜（11)、操作臺（12)和外部傳感器（13)通信連接，所述變頻柜（11)包括變頻器（111)， 所述操作臺（12)包括主PLC(121)和輔PLC(122)，主PLC(121)和輔PLC(122)之間通信連 接，所述外部傳感器（13)包括高速軸光電編碼器（131)和低速軸光電編碼器（132); 還包括上位機（14)，所述上位機（14)與所述操作臺（12)通信連接； 所述井口控制裝置（2)設有第一位置傳感器（21)、第二位置傳感器（22)和定位開關 (23)，所述第一位置傳感器（21)、第二位置傳感器（22)和定位開關（23)通信連接； 所述井底控制裝置（3)設有第三位置傳感器（31)、第四位置傳感器（32)和行程開關 (33)，所述第三位置傳感器（31)、第四位置傳感器（32)和行程開關（33)通信連接。
2. 根據權利要求1所述的礦用提升機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述操作臺（12)設有轉 換開關（123)，所述轉換開關分為三檔，分別為自動模式、手動模式和應急模式。
3. 根據權利要求2所述的礦用提升機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述提升機控制裝置 (1)、井口控制裝置（2)和井底控制裝置（3)均設有緊急停車按鈕（4)。
【文檔編號】B66B1/06GK203889822SQ201420154477
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權日:2014年4月1日
【發(fā)明者】伍福德 申請人:伍福德