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矿井提升机交流电控系统
说明书
JY-ZTK(2PC)
洛阳九亿重工有限公司
2010年6月版
洛阳九亿重工有限公司 说明书部分
目 录
1、 电控设备使用环境 ……………………………………….………….……………………… 2 2、 电控系统基本参数 …………………………………………….…….……….…….………. 2 3、 电控系统的主要组成部分与作用 …………………………..……….……………………… 2 3.1 PLC简介….………...………………………………………….……….………...…….… 2 3.2 主回路….………...………………………….………………………….………...…….… 3 3.3 安全回路 ………...…………………………………………………….………...…….… 3 3.4 测速回路 ………...…………………………………………………….………...…….… 5 3.5 控制回路 ………...…………………………………………………….………...…….… 5 3.6 辅助回路 ………...…………………………………………………….………...…….… 5 4、 系统的保护与连锁 ………………………………………………….…….………...……. 5 5、 线路动作简介 ……….…………………………………………………….………...……. 6 5.1 开车前的准备工作 ……………………………….………….……….………...……. 6 5.2 启动加速—等速运转—减速—停车 …………………..…………….………...……. 6 5.3 验绳方式 ………...……………………………..…………………….………...……. 8 5.4 故障开车 ………...……………………………………..…………….………...……. 8 5.5
动力制动 ………...……………………………………..…………….………...……. 9
6、 PLC控制的优点 ...……………………………………………….….…….………...……. 9 7、 继电器整定 ..……………………………………………….….…….………...……. 9 8、 转子电阻计算 ..……………………………………………….….…….………...……. 10 9、 产品的维护和保养 ..……………………………………………….….…….………...…… 11
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1、电控设备使用环境
1． 1环境温度不高于40Cº、不低于-20Cº； 1． 2相对湿度不超过85%（+25Cº）；
1． 3没有导电尘埃及对金属和绝缘有破坏作用的气体； 1． 4没有剧烈的震动和颠簸； 1． 5不必防爆的地方；
1． 6采取措施后能满足上述条件的场所。
2、电控系统基本参数
适用提升机型号及其名称：
适用主电机： 型号： 功率： 转速： 电压： 电流： 适用液压站： 制动方式： 工作水平数： 工作方式： 操作台：
3、电控系统的主要组成部分与作用
3.1 PLC简介
PLC是一种工业控制计算机，它不但代替了继电器控制系统，而且还可以进行逻辑控制、过程控制、数据采集等综合控制。PLC系统由两个基本单元(FX2N-80MR、FX2N-64MR)、二个扩展输入模块(FX2N-16EX)、一个模拟量输入模块(FX2N-4AD)、一个模拟量输出模块（FX2N-2DA)组成。 ⑴数字量模块:
FX2N-80MR,FX2N-64MR,FX2N-16EX,FX2N-16EX用于开关量信号的输入和输出。输入/输出点数分别为：40/40，32/32,16/0，16/0。
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⑵模拟量模块:
FX2N-2DA为模拟量输出模块，用于二路模拟量信号的输出；FX2N-4AD为模拟量输入模块，用于四路模拟量信号的输入。 ⑶安装注意事项：
（1） 不宜安装在含有灰尘、油烟、导电性粉尘、腐蚀性及可燃性气体的场所； （2） 不宜直接安装在有振动、冲击的场所； （3） 不宜直接安装在高温、结露、雨淋的场所；
（4） 尽量与高压线，高压机器，动力机器间隔离开一定距离；
（5） PLC输入、输出线不要与其他动力线布线，统一穿线管内或捆扎在一起。
3.2 主回路
（1） 定子回路
6KV或10KV高压电源经高压开关柜高压换向柜接入电动机定子绕组，具有短路、过负荷和欠电压保护等功能。 （2） 转子回路
电动机转子绕组外接八级电阻。在提升机运行过程中，按以电流为主时间为辅的原则分段切除转子外接电阻来改变电动机的起动和制动特性，以满足速度图的要求。
3.3 安全回路
在提升机电控系统中，设有必要的连锁和保护线路安全保护有以下几部分组成： （1） 主令控制器手柄零位联锁
当主令手柄SA3.0处于中间零位时，零位信号X53闭合允许安全回路接通。当安全回路断电后，主令手柄必须回到零位，安全回路才允许重新接通。 （2） 工作闸制动手柄联锁限位开关
当工作当工作闸手柄SA2.0在全抱闸位置时，手柄联锁开关闭合，允许安全
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回路接通。 （3） 测速断线保护
当主测速机损坏或断线时，电控系统判断后实现安全保护功能。 （4） 高压掉电保护
当高压开关柜合闸时ZGN触点闭合。当由于短路、过负荷、欠压、失压、司机手动紧急停车等原因而掉电时，断开安全回路。 （5） 制动油压高保护。
液压站制动油压超过要求时，电接点压力表上触点闭合，输入PLC的输入端口, PLC 判断后断开安全回路, 实现安全保护。
（6） 错向保护
当提升机运行方向与预选方向不同时，PLC判断后安全回路断开。 （7） 等速过速保护
当提升机运行速度超过最大速度的15%时，PLC判断后安全回路断开。 （8） 定点过速保护
当提升容器接近井口或井底某一定点时(进入爬行区),若运行速度超过了2m/s时, 安全回路断开。 （9） 减速过速保护
减速后，若提升机运行速度超过给定速度的10%，PLC判定后，安全回路断开。 （10） 过卷开关
过卷开关SL9.1,SL9.2 和SL16.3,SL16.4分别装在深指器和井架上。当提升容器超出正常停车位0.5 米时，相应的过卷开关动作，安全回路断开。 （11） 过卷复位开关
当提升容器过卷后，若需继续开车，应根据容器的过卷方向选择过卷复位开关SA1位置，安全回路方能重新接通，提升机只能向过卷的反方向开车。待过卷故障解除后，将过卷复位开
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关重新搬向工作位置。 （12） 断轴保护
当深指器出现断轴时，PLC检测后进行安全保护。 （13） 闸瓦磨损
闸瓦磨损到一定程度时，PLC判断后，断开安全回路。 （14） 松绳保护
当提升机发生松绳现象时，松绳开关动作，松绳信号接通，断开安全回路，提升机实现安全制动。
⒂ 当PLC 判断系统发生重故障时(PLC内安全回路断开时 )，继电器KA9.0失电，安全回路断开。
3.4 测速回路
⑴由提升电动机通过皮带拖动的他励直流测速发电机TG的输出电压与主电机的转速成正比。当提升机以额定转速运行时，调节串于测速机励磁绕组中的可调电阻RT6.1，使TG输出电压为220VDC。当提升机正常运行时，PLC通过测速回路测得的速度信号实现电控系统的监控功能。
⑵安装在主机上的光电编码器可对提升机运行速度和位置分别实时测量，互为监控，对提升机进行控制和保护。
3.5 控制回路
控制回路的作用是根据提升机起动、等速运行、减速、停车、验绳、换向以及安全保护的设计要求，相应改变电控系统的工作状态，实现必要的电气连锁和保护功能。
3.6 辅助回路
辅助回路提供润滑油泵电源、液压油泵电源、PLC电源、自整角机电源、磁开关电源等。
4、系统的保护及联锁
（1） 安全制动时，G5阀断电，提升机实现一级和二级制动；同时切除电动机电源，转子回路接入全部电阻。工作闸继电器及制动油泵等控制回路断电并制动油压降为零。
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（2） 提升机主电机高压真空换向接触器KM2.1和KM2.2具有机械和电气联锁。电气联锁是通过在KM2.1线圈回路中串接了KM2.2常闭触点或KM2.2线圈回路中串接KM2.1常闭触点来实现的，保证了当一个方向接触器通电时，另一个方向接触器不能得电。同样，机械连锁装置也保证了两个换向接触器不能同时得电。
注意：任何情况下只有当系统接收到开车信号后才允许司机开车。
（3） 当提升过程中发生润滑油压力过高、过低；润滑站滤油器堵塞或油温高；液压站滤器堵塞或油温高等轻故障时，故障指示灯亮，电控系统允许本次提升完毕。当故障解除后才允许进行下次提升。
（4） 全矿停电时，由PLC、UPS保证提升机能实现二级制动并做好提升机的后备保护。
5、线路动作简介
提升机系统的运行可以分为起动、等速、减速、爬行、施闸停车等几个阶段。一般有以下几种基本运行方式：
（1） 启动加速- -等速运行- -减速- -停车 （2） 验绳 （3） 故障开车
以下以手动为例说明一下线路动作情况。
5.1 开车前的准备工作
（1） 合上高压开关柜的隔离开关，操纵台上电压表指示线路电压为6KV或10KV，合上高压真
空断路器。
⑵合辅助柜内的刀开关QS5.1及自动开关QM5.1,QM5.2,QM5.3。
⑶将主令控制器手柄置于零位，工作闸手柄置于全抱闸位置，过卷复位转换开关置于工作位置。控制回路得电，此时若安全回路无故障，安全继电器KA9.0 吸合，操纵台上安全信号灯亮，G3,G4,G5阀通电而G6不得电。至此，开车前准备工作完毕。
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5.2 启动加速—等速运转—减速—停车
（1） 司机做好开车前准备工作，等待开车信号。 （2） 开车信号
井口信号工发出开车信号后，司机启动润滑油泵和液压油泵。待润滑油压力超过电接点压力表上最低设定油压值后，若不存在其它轻故障则允许开车信号灯亮；若还存在润滑站滤油器堵或油温高、液压站滤油器堵或油温过高、闸瓦磨损、弹簧疲劳等轻故障，则允许开车信号灯不亮。待维修人排除故障后，司机按故障复位按钮复位PLC所记忆的故障，再次启动润滑泵和液压泵，待信号系统发出开车信号后允许开车信号灯亮允许司机开车。
注意：主令手柄不在零位电控系统接受不到开车信号。 （3） 选向
a． 由停车开关自动选向。
b． 容器位于井中时由司机手动选向。 c． 方向一旦选定具有记忆功能。 （4） 启动加速
当司机按正确方向将主令控制器SA3.0从中间位置向前推或向后拉时，主令控制器相应触点闭合。同时将工作闸手柄推向松闸位置，相应传感器动作。工作闸继电器KA12.1吸合，工作闸自整角机得电，可调闸线圈KT1（或KT2）得电。随着工作闸手柄不断前推，可调闸线圈KT1（或KT2）的电流逐渐增大，提升机逐渐松闸。同时高压电源接入电动机定子绕组，提升机开始启动。
电控设计采取了以电流为主、以时间为辅的启动原则。即每级电阻切除必须具备两个条件： a． 时间继电器断电延时结束 b． 电流继电器释放。
电流继电器的作用是为了防止过早切除下一级转子外接电阻而产生过大的冲击电流，对提升机和钢丝绳造成危害。
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此外，司机还可主观扳动主令手柄，人为控制转子外接电阻的切换时间来实现提升机的加速过程。
（5） 等速运行阶段控制线路无变化。 （6） 减速
提升机运行至减速点时，深指器上的减速开关动作，操纵台上减速指示灯亮。在减速段有两种方式选择：
a． 不切除主电机定子的高压电源，转子回路接入一部分电阻。此时，司机可根据负载和提升机减速情况操纵主令手柄逐级增加转子回路中所接电阻，同时施闸使提升机运行速度逐渐下降。
b． 断开高压电源，转子接入全部电阻。经过消弧延时后动力制动脚踏投入并且除第一级电阻，提升机逐渐减速。 （7） 施闸停车
当提升容器到达停车位置时，井架上的停车开关动作，司机将主令手柄拉至零位，将工作闸手柄拉至全抱闸位置施闸停车，为提升机自动换向做好准备。当信号工再次发出开车信号后，电控系统根据信号自动判断开车方向。
5.3 验绳方式
与正常开车相同，操作主令手把切除第一预备级电阻按电动方式低速开车验绳。
5.4 故障开车
当PLC出现故障时，可以简易开车。 注意：此方式为应急方式，不允许长期使用。 开车方式为：
(1).将操作台上SA16开关打至故障开车方式,此时继电器KA11.1吸合,PLC电源被自动断开。若无其他故障，则安全回路被接通。(注:主令手把和闸手把必须处于零位。)
(2).启动润滑站和液压站。
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(3).推开闸手把可以开闸;向左或右旋转主令开关SA2,可吸合KM2.1或KM2.2,再向左或右旋转可依次切除第一和第二级电阻,开动提升机;操作与正常开车相仿。直至抱闸停车。
5.5 脚踏动力制动
⑴脚踏低频制动运行
踏下脚踏低频制动开关，电动机切除高压电源，转子回路接入全部电阻，消弧延时后，低频制动投入。司机继续踩动踏板就可调节制动电流的大小，按要求的减速度将提升机转速降下来，转子电组的切换仍按速度原则控制。如欲恢复电动运行只要松开脚踏开关，解除低频制动，再将主令手柄拉回零位，待消弧延时后恢复电动状态。
⑵脚踏低频制动下放重物
开车信号发出后, 踏下脚踏低频制动开关, 低频制动投入,主令手柄可放于零位之外的任何位置，将制动手柄慢慢推向松闸位置，提升机在重物的作用下加速，司机调节低频制动踏板的角度就可调节制动力的大小，满足慢速下放重物的要求。
6、PLC控制的优点
（1） PLC系统具有较强的控制功能，可靠性高，具有较强的抗干扰能力，动作快速性好且
编程简单。
（2） PLC系统除能完成继电器系统具有的功能外，还实现了一些软件功能。如通过光电编
码器来判断提升容器所处的位置。确定软件减速点，停车点，判断运行错向、测速断线等功能。
7．继电器的整定
加速时间继电器1SJ-8SJ的整定。
加速时间电器1SJ-8SJ的时滞，有使用单位根据设计要求自行整定，如无设计资料可查时，
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对于以电流为主时间为辅的控制方式，时间继电器的延时可按下表整定。
延时 （秒） 级数 八级 0．75 五级 1．2 0．6 0． 3~ 0． 3~ 0．6 0． 5~ 0．75 1 0．56 0．31 0．17 0．1 0．05 1SJ 2SJ 3SJ 4SJ 5SJ 6SJ 7SJ 8SJ 1．3~2 1．3~2 8．转子电阻计算:
转子电阻的计算列表如下: 每段电阻 γ1=1.4RH γ2=0.5RH γ3=0.3RH γ4=0.2RH γ5=0.12RH γ6=0.07RH γ7=0.04RH γ8=0.02RH 平均启动电流 0.4I2 0.9I2 1.7I2 1.7I2 1.7I2 1.7I2 1.7I2 1.7I2 考虑JC%值杆表后的长时运转电流 Iˊ11=0.253I2 Iˊ12=0.44I2 Iˊ13=0.536I2 Iˊ14=0.171I2 Iˊ15=0.76I2 Iˊ16=0.78I2 Iˊ17=0.81I2 Iˊ18=0.835I2 - 10 -第 10 页 共 12 页 10
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表中:RH=
V2N3I2N
上式中：V2N：电机转子额定电压
I2N：电机转子额定电流 安装维护
i. ii.
所有板面垂直安装
由于接触器屏1JC-8JC，在合闸和分闸时产生振动，因此在安装时应与继电器屏保持一定的间隙（10-20mm） iii.
每隔一定时间，应将所有时间继电器的延时时间和速度继电器的释放和吸合值进行校验同时检查所有按点是否正确。 iv.
磁力站上元件在保证技术性能的前提下，允许制造厂个别代用。
9．产品的维护和保养
产品的维护和保养是合理使用产品的重要环节，根据不同产品的特点和要求，使用方需要周期性保养和定期日常维护。使用方如对产品的某些性能和控制程序存在疑问或在日常维护中遇到困难,请尽快与我方联系。
备注：编码器位置矫正：将车开到井口正常停车位，手把归零位，同事按住故障解除和方向解除2个按钮5-6秒种即可将编码器显示的井深矫正。
井深调整：操作手柄归零位，工作/调绳旋钮打到左边，正力/负力旋钮打左边；然后按操作台上的选择正向 选择反向按钮调整井深；选择正向向上调整井深，选择反向向下调整井深。
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