1 概述
目前，我国绝大部分矿井提升机(超过70%)采用传统的交流提升机电控系统(TKD-1i为代表)。经过多年的发展，TiD-A系列提升机电控系统髯然已经形成了自己的特点，然而，其不足之处也显而易见，如果采用PLC技术对TKD-A电控系统进行改造并保持操作方式、按钮、开关、主令控制器作用不变，则用户使用起来将非常方便，不需要适应期.同时可以利用FLC的高速计数功能、网络通信功能、故障检测及诊断功能、信号显示功能等来增加一些新的控制功能，则系统安全性将大大提高，运行将更加平稳、准确。改造后的系统能够满足矿山生产的苛刻要求，而且投资相对较少。性价比较高，具有很强的实用价值。
2 基于PLC的控制电路设计
2.1 控制电路组成原理
基于PLC技术的副井交流提升机电控系统控制电路组成结构，主要由以下5部分组成:高压主电路(包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源)、主控PLC电路、提升行程检恻与显示电路、提升速度检测与显示电路、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用原电路。
当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向(或反向)极端位置，主控PLC通过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送人主电动机定子绕组，主电动机接人全部转子电阻启动，然后依次切除8段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转编码器跟随主电动机转动，输出2列AFB相脉冲，分别接到主控PLC的高速计数器H5C0的AIB相脉冲输人端，由主控PLC根据A/B脉冲的相位关系，自动确定HSCO的加、减计数方式。根据HSGO的计数位，就可以计算出提升行程并显示。同时只把旋转编码器输出的A相脉冲接到主控PLC的高速计数器r}rSC 1的A相脉冲输人端，主控PLC进行加计数。根据H5C1在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度并显示。
交流提升机需要动力制动减速时，司机应先将正力减速开关2HK手柄置于左45°位置。当提升行程检测与显示电路检测到减速点时，主控PLC通过程序控制主电动机从电网切除，延时0.6s后系统投人动力制动减速，加速接触器2JC-4JC为按照速度原则控制作好准备。动力制动减速时，制动电流的大小根据实际速度与给定速度的偏差来调整:速度偏差信号经电子放大器放大后，由晶闸管触发整流装置白动调节动力制动电流的大小，以满足给定速度的要求。
2.2 主控PLC控制电路设计
该改造系统选用德国西门子公司生产的S7- 200PLC，它由GPU226主机单元及6个扩展单元组成，实际提供开关量输人点(I)56个，开关量输出点(Q) 72个，模拟量输出(AQW) 2路，多出的11个开关量输人点(I3、4个开关量输出点(Q)和I路模拟量输出(AQW)可作为扩展
LK-1至LK-11为主令控制器触点，211K-2至2HK-8为正力减速开关触点，1 HK-3至1HK-8为调绳转换开关触点，bAK至10 AK为调绳离合器开关，Q1和Q2为调绳行程开关，JXK5为调绳安全联锁开关，1JC-8JC为加速接触器，D2.1为动力制动中间继电器，ZZJ、FZJ和XZJ为高压换向器的中间继电器，Jc}为制动油泵接触器，JC2 为润滑接触器, JC3为动力制动电源接触器，G1为五通阀电磁铁。
FW1-2至FW7-8为过卷复位开关触点，n2K一I和n}K一2为制动手柄闭锁开关，1QA和1TA为动力制动电源通断按钮，2QA和2TA为制动油泵启停按钮，3QA和3TA为润滑油泵启停按钮，JXK-8为脚踏制动开关，YJJI为制动油过压开关，YJJ2为制动油过热开关，YJJ3为润滑抽过压开关，G2为四通阀电磁铁，G3为安全阀电磁铁，GZJ为工作闸继电器，1eh至7eh为各种信号显示，4eL为制动油泵工作信号显示，5eL为润滑油泵工作信号显示，DL为减速铃信号。
交流提升机信号系统由PLC电路扩展单元EM223模块实现，输出显示由LED完成。
3 PLC控制软件设计
(1)初始化子程序用于对高速计数器HSCC0和HSC1进行以下操作:写控制字，定义工作模式，清零，写设定值，设置定时中断，连接中断，启动计数。
(2)制动汕泵、润滑油泵、动力制动电源、五通阀电磁铁、四通阀电磁铁和安全阀电磁铁等的控制属于交流提升机安全运行所需辅助设备的控制。
(3)调绳信n制动油过压信号、制动油过热信号和润滑油过压信号的显示控制用于交流提升机工作状态的显示控制。
(4)减速信号回路和减速信号铃用于减速控制并且发出铃声提示信号。
(5)提升信号回路用于对交流提升电动机启动或减速作好准备。
(6)自动换向工作回路和手动正反转工作回路分别用于自动和手动方式下对交流提升电动机进行正反转控制。
(7)安全回路用于防止和避免交流提升机发生意外事故。
(8)定时器控制回路和转子电阻通断控护制用于交流提升电动机启动或减速时的转子电阻切换控制。
(9)动力制动回路用于动力制动电源的投人与切除控制。
(10)脚踏制动联锁和工作闸继电器用于交流提升电动机制动控制。
4 结语
该系统采用的技术改造方案完善了信号闭锁功能、停车功能、减速点控制功肥等，还可以方便地扩展建立提升机故障诊断系统，也可与互联网连接。实现提升机运行远程监视、控制、故障诊断和保护。该系统的控制程序已通过PLC编程软件模拟仿真，若进一步进行现场实验和完善后，即可投入实际生产。该技术改造方案符合我国副井提升机的生产特点，把国产交流提升机的电控技术提高到了一个新的水平。
(审核编辑: 智汇张瑜)
