中煤潘家窑提升机电控系统.doc

山西中煤潘家窑煤业副斜井提升设备（电控部分）技术投标文件目 录第一章 矿井提升机电控系统 31、系统原始参数 31.1提升机参数 32、系统设计的技术依据与标准 53、系统总体方案 64、采用低压变频调速控制原理及功能 84.1系统原理框图 84.2、变频调速控制系统 94.3系统功能及特点 105、PLC控制系统及功能 125.1 双PLC的热备控制 125.2 控制方式选择 125.3 位置速度监控 135.4液压制动控制 145.5操作与显示 156、安全保护 156.1安全回路双线制 156.2安全保护回路的组成 167、上位机组态设计 187.1上位机的主要功能 187.2上位机有如下显示功能 197.3系统具有如下画面 19第二章 质量保证、技术服务及售后服务承诺 251、质量保证计划 252、技术服务内容 263、用户培训 274、售后服务承诺 27第一章 矿井提升机电控系统1、系统原始参数1.1提升机参数1、单绳缠绕式提升机一台，型号JTP-1.6×1.22、主要技术参数如下表：机械部分序号设备名称规格型号数 量备注1提升机JTP-1.6×1.21 2减速器速比251 3电机130KW 8级1 4盘形闸 1 5液压站 1 6润滑油站 1 7深度指示器 1 8电机制动器 1 9管路系统 1 10安全保护设施等必备附属设备 1 机械部分技术性能1.主要技术参数：1.1型号：JTP-1.6×1.21.2卷筒直径：Dg=1600mm，宽度：B=1200mm，数量：1个1.3最大静张力：Fje=45Kn1.4钢丝绳型号：Max Dia=24.5mm，容绳量：一层226米，二层458米，三层687米1.5提升速度：:2.5m/s1.6减速机速比： 251.7配套电机：130KW/380V2、系统设计的技术依据与标准Ø 《煤矿安全规程》（最新版）。

Ø 《煤炭工业矿井设计规范》(GB50215-2005)Ø 《煤矿在用提升绞车系统安全检测检验规范》AQ1016-2005Ø 《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》JB8516-1997Ø 《交流传动矿井提升机电控设备技术条件》（JB4263-86）；Ø 《交流电机半导体变频调速装置总技术条件》（GB12668-1990）；Ø 《低压配电设备规范》GB50054-95；Ø 《矿山电力设计规范》GB50070-94；Ø 电控装置的电磁兼容性符合有关国际标准与要求；Ø 电控装置能够承受室内提升机和电动机等运行时的地坪振动；Ø 电控装置的静动态性能指标完全满足提升机运行要求；Ø 安全回路等关键电路设计采用双线冗余制；Ø 机械：国际标准化组织ISO标准Ø 电气：国际电工技术委员会IEC标准Ø 井筒中和井下使用隔爆型或本质安全型电气设备，不低于标准GB3836.1～4-833、系统总体方案系统采用AC380V交流变频无级调速、双机热备S7-200PLC控制的高新技术，增加了控制系统的可靠性和安全性提升机的工艺过程控制、安全保护、制动器的紧闸、松闸及安全制动由PLC进行控制；速度反馈信号采用旋转编码器。

安全回路实现双线制，在故障情况下能可靠进行二级制动或一级制动全套电控系统包括：Ø ABB变频柜AC380V 200KWØ 多功能组合式操作台Ø 低压辅助电源柜Ø PLC控制柜Ø 上位机监控系统Ø 编码器Ø 外围传感器Ø 通讯网络部件其总体构成如下：4、采用低压变频调速控制原理及功能4.1系统原理框图系统主要由主电源、变频调速系统、PLC控制系统、上位机显示系统、外围传感器及行程开关等组成变频调速系统完成对提升机电动机的转矩和频率控制PLC控制系统完成对提升机的启动、加速、等速、减速、停止等运行过程的逻辑控制、行程测量、故障检测、安全保护、安全制动4.2、变频调速控制系统选用原装进口变频器,变频器由网侧变流器、中间直流电路、电机侧变流器、传动单元控制接口和控制盘组成网侧变流器将三相交流电整流为直流电，为传动单元的中间直流电路供电，电机侧变流器为提升电动机提供不同频率的三相交流电网侧变流电路的LCL滤波器用来抑制电网交流电压畸变和电流谐波，功率电子器件为IGBT供电模块，是四象限开关模块，可以改变变流器的功率流向电机侧变流器（逆变器模块）由安装在传动单元柜体上的可旋转摇门上的RDCV控制器进行控制。

RDCV控制器通过光纤线路连接到逆变器模块，光纤线路通过光纤分配单元进行分配传动单元控制接口可以与I/O板、控制盘或PLC连接控制盘安装在转动的柜门上，它为用户提供了对传动单元最基本、最重要的控制功能，如起动、停止、方向、复位、给定以及传动单元应用程序参数设置等控制盘通过一个Y形分配端子分别接到供电单元和逆变单元对电动机的控制原理如下图所示其基本思想是通过检测定子电压、电流，借助空间矢量理论计算电动机的磁链和转矩，与相应的给定值比较以后，对磁链和转矩进行直接控制控制效果不受转子参数变化的影响定子电压减去定子电阻压降得到定子电动势，由定子电动势可计算出定子磁链Ψα、Ψβ，Ψα、Ψβ与定子检测电流iα、iβ的计算可求得转矩反馈信号Tf, Tf与Tg（转矩给定信号）比较后送转矩施密特触发器ATR，ATR输出信号TS控制双位开关S， S接通DMC输出信号SＵa、 SＵb、SＵc时，使定子磁链旋转，转矩增大；当S接通零状态选择器提供的零电压信号时，定子磁链停止不动，转矩减小通过控制定子磁链的走走停停，使转矩在允许偏差范围内变化，达到控制转矩目的4.3系统功能及特点1） 采用ABB AC380V交流变频无级调速，调速性能好，调速范围宽，过载能力强。

2） 采用PLC控制的高新技术，保护功能齐全PLC采用模块化结构具有热备功能，并能方便地与矿管理网联网；符合煤矿安全规程要求3） 电源柜为双回路进线，具有可靠的机械闭锁和电气闭锁4） 安全回路由一套硬安全回路、两套软安全回路构成，软安全回路的输出点接入硬安全回路中安全回路的工作状态能在监视器上监视，各类停车故障必须保证安全制动并发出声光报警5） 电控系统采用双套相同的PLC，相互热备运行 ，一台作为控制,一台作为监控对提升机运行的关键信号（如速度、容器位置、安全保护、减速、过卷、限速等等）均采用双线制多重保护6） 系统具有下列运行方式：半自动运行、手动运行、检修运行、应急运行7） 系统保护符合《煤矿安全规程》相关要求，并具有热备保护功能8） 主回路采用变频调速、四象限运行，应用矢量控制实现在任何负载条件下进行最有效的控制，有较宽的调速范围，并带有完善的保护功能，满足主电机的安全运行9） 设置两个旋转编码器，分别安装于电机主轴、深指旋转轴，并分别接入两套PLC系统参与监测和控制10） 上位监控系统采用多画面实时监控，对状态、故障做到准确显示和实时报警，全汉化显示；具备齐全的人机对话及记录显示功能，具有历史查询和故障记录功能。

记忆数据不可修改监控系统与控制用的PLC通过电缆进行数据通讯，所有报警和操作信号都能在显示器显示，实现提升全过程的位置、速度监控11） 操作台上装有指示灯、仪表、选择开关、主令手柄、闸控手柄、按钮、声响设备等，能实现提升机运行的各种工艺要求仪表主要显示：提升容器位置、提升速度、电机的电流和电压、制动油压、电源电压等， 12） 变频器配有抑制电磁干扰和谐波干扰的电抗器，在供电回路中加入电源滤波器，使整个系统不受外界电磁干扰、供电电源的干扰，也不对其他设备产生危害性的干扰13） 系统与信号系统合理配合，安全准确完成提升任务5、PLC控制系统及功能5.1 双PLC的热备控制选用两套可编程控制器进行主、备控制，主PLC进行控制时，备PLC进行监控两套PLC同时运行，相互监视PLC接受来自主回路的运行信号、井筒开关信号、提升信号、闸控系统、安全回路、操作台操作信号，按照设计的速度图要求对变频器、润滑系统、制动系统等进行控制5.2 控制方式选择半自动控制方式——按下起动按钮后，提升机按照给定速度自动运行一个提升循环手动控制方式——司机通过控制手柄给出给定速度完成提升机的工作手动检修运行方式——以0.5m/s速度完成井筒检查及验绳。

还有0.1m/s速度的慢速和应急开车应急运行方式――当主PLC故障时，采用备PLC在低于2m/s速度下进行应急运行调绳调闸控制方式5.3 位置速度监控1） 行程监控安装于提升机电机主轴和深指轴的旋转编码器，把脉冲信号送入PLC，PLC对提升容器的速度和行程进行计算，并实现以下功能：Ø 在操作台仪表和上位机同时显示行程数值Ø 根据提升容器运行方向和位置发出减速指令Ø 设定按行程给出的速度曲线及保护包络线Ø 行程监控系统的行程值每个提升循环后自动校正2） 速度给定与反馈按照设计的速度图实现提升机速度的闭环控制，并具有全行程的速度包络线保护功能在半自动运行状态下，根据提升容器的行程，给定最高运行速度及相关信号，由PLC自动控制发出速度给定信号速度环的速度反馈信号来自提升电动机轴上安装的旋转编码器3）轴编码器与测速发电机主轴传动装置上安装2个光电旋转编码器，一个用于提升机控制，另一个用于后备保护作为两路完全独立的数字行程监控的位置，速度信号，实现速度的包络线保护、提升位置控制，确保提升机的停车准确性和运行的安全可靠性测速发电机安装于减速器的高速轴上，作为速度反馈信号，与轴编码器构成双路冗余方式。

4）制动电阻柜（再生能耗制动）在变频调速系统中，降速的基本方法是通过逐渐降低给定频率来实现在频率下降过程中，电动机将处于再生制动状态（发电机状态），使电动机的转速迅速地随频率的下降而下降变频器中选用电阻制动单元，将电动机的再生电能消耗在电阻中5.4液压制动控制工作制动工作制动时由控制系统给出调节比例溢流阀的电流信号，它将电流信号变换成油压的高低变化，从而使制动器制动力发生变化，实现对制动闸的控制，工作制动用于提升机正常停车后闸住提升机二级制动控制二级制动用于提升机安全制动，当二级制动时，控制系统根据液压站电磁阀动作要求，使制动器油缸油压很快降到预先设定的某个恒值，经过延时保持这一油压后，制动器油缸的油压再迅速回到零，使提升机处于全制动停车状态一级制动控制提升容器运行至井口附近产生安全制动或发生过卷故障时，控制系统立即断开安全回路，使制动器油缸的油迅速回到油箱，油压迅速降到零，使提升机在极短的时间内处于全制动停车状态5.5操作与显示选用操作显示一体化操作台司机操作台有下列功能：u 手动速度给定u 制动闸控制u 手动/半自动转换u 验绳/检修转换u 调绳/调闸转换u 过卷复位u 辅助设备启动、停止u 紧急停车u 提升容器行程指示u 提升容器速度指示u 电动机电压指示u 电动机电流指示u 液压站压力指示u 故障报警指示u 辅助设备运行指示u 安全回路状态指示u 提升信号指示u 语言告。