絞車技術論文
絞車廣泛應用于煤礦生產(chǎn)的人員升降、矸石運輸、設備轉移、以及礦渣填充等作業(yè)中，學習啦小編為大家整理的絞車技術論文，希望你們喜歡。
絞車技術論文篇一
關于煤礦絞車PLC控制技術及其應用的探討
【摘 要】絞車廣泛應用于煤礦生產(chǎn)的人員升降、矸石運輸、設備轉移、以及礦渣填充等作業(yè)中，目前我國煤礦絞車在實際使用中還存在著費用高、能耗大和調速過程中經(jīng)常出現(xiàn)不動作、誤動作等問題，運用PLC對絞車進行改造，可以很好地解決這一問題。本文對PLC 電控系統(tǒng)的組成、運行過程及對絞車運行狀態(tài)的改善效果進行了介紹。
【關鍵詞】煤礦;絞車;PLC控制;應用
0 引言
絞車是一種通過卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條來牽引或提升重物的起重設備，由于具有重量輕、體積小、起重量高、移動方便等優(yōu)點，而被廣泛應用于煤礦生產(chǎn)的人員升降、矸石運輸、設備轉移、以及礦渣填充等作業(yè)中，并因牽引力大、適用性強的特性，極大地減輕了在礦井作業(yè)中工作人員的勞動強度。調查表明，目前我國煤礦絞車在實際使用中的問題主要集中在以下兩個方面：首先，費用過高、能耗過大是煤礦絞車運行的明顯缺陷，由于傳統(tǒng)絞車常利用串聯(lián)電阻進行調速操作，而串聯(lián)電阻系統(tǒng)的耗電量高，其能耗成本接近設備運行整體成本的80%，但耗電量中有很大一部分都由于井下軌道實際負載的變化而損失了;另一方面，調速電阻的控制需要技術人員在掌握其工作原理的基礎上，根據(jù)經(jīng)驗對各種運行情況進行判斷，而由于誤判造成的鋼絲繩被拉斷、翻矸斗過卷或拉翻等問題均較為常見，加之串聯(lián)電阻電路的接點多，往往會造成與行程開關配合困難的問題，導致不動作、誤動作等問題的發(fā)生，造成運輸過程的安全生產(chǎn)得不到保障。此外，為確保設備運行的安全性與穩(wěn)定性，通常要求絞車維修養(yǎng)護人員的數(shù)量多、技術高，這又使人力資源成本進一步提高。可見，串聯(lián)電阻等傳統(tǒng)的電控方式既不利于礦山生產(chǎn)安全性和經(jīng)濟性的實現(xiàn)，也不符合國家節(jié)能降耗的“綠色煤礦工業(yè)”的發(fā)展思路。而要改變這一現(xiàn)實，達到優(yōu)化系統(tǒng)、節(jié)能增效和凈化環(huán)境的效果，將PLC 變頻技術作為首選，對絞車電氣控制系統(tǒng)進行節(jié)能改造勢在必行。
1 PLC 電控系統(tǒng)的組成
組成PLC電控系統(tǒng)的單元主要有：電源模塊、中央處理器(CPU)、外部設備編程器、存貯器、以及包括擴展接II與外部設備接口在內(nèi)的輸入/輸出接口，并由電源總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線與控制總線將各單元相連接，外部則配置相應的控制對象與控制裝置。PLC電控系統(tǒng)可因其結構的柔性而分為固定式(包括CPU板、I/0板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等)與組合式(包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊等)兩種，前者是一個不可拆卸的整體，而后者可以根據(jù)實際需要按一定的規(guī)則進行組合，可擴展性更高，因而也具有更加廣泛的應用空間。
目前，我國煤礦絞車所選用的PLC 變頻控制系統(tǒng)多選用660V、50Hz 的電源，電壓的波動范圍控制在±10%，允許的頻率波動范圍通常為±2.5%。根據(jù)實際運行需要，可將輸出功率設置在200kW，并確保0～50Hz 的輸出頻率，從而保證絞車作業(yè)能安全、高效地進行。系統(tǒng)應為實際生產(chǎn)中不同的運行環(huán)境設置保護功能，以解決設備的過流、過壓、欠壓等常見問題，且應以自動轉矩提升功能的設置，確保處于低頻運轉的絞車能夠滿足額定轉矩的規(guī)定要求。
電氣控制可采用雙PLC 全數(shù)字控制系統(tǒng)，兩套PLC 與硬件電路互相冗余，完成絞車的提升控制與數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，并同時在PLC 故障時能夠分別完成臨時應急提升。其中防止過卷裝置、過速裝置、限速裝置和減速功能保護應設置為相互獨立的雙線形式。系統(tǒng)的聲光信號與控制回路應具有閉鎖功能，并以30天作為標準，保留信號發(fā)出的次數(shù)以及時間記錄。檢修時將絞車運行速度設置在0.3m/s～0.5m/s 為宜，并應可調整為手動操作狀態(tài)。為確保檢修工作的順利進行，操作臺還應設置深度、速度、電壓、電流、油壓溫度等指示，以確保工作人員獲得的數(shù)據(jù)全面、準確、直觀。
2 電控系統(tǒng)的運行過程
絞車的啟動要求滿足開車信號、開車方向、速度給定信號、與使能信號都具備的條件，并打開工作閘。而電控系統(tǒng)的控制原理正是基于這一要求，其運行過程由初始化開始，主要包括允許同步位的設置，絞車正轉、反轉、以及運行等關鍵位的設置，進行一系列的計算，如上、下同步點的脈沖數(shù)，油壓零位等。其次，系統(tǒng)開始邏輯操作和集中控制，并判斷安全回路是否正常。若軟件安全回路出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)將利用安全閘斷開液壓站的電源，使其無法無法開機。
如判斷為輕故障，則施工作閘，且發(fā)不出開車信號和使能信號，設備同樣處于不能開機的狀態(tài)。若安全回路一切正常，則檢查是否收到開車信號。在有開車信號、開車方向且硬件安全回路正常的條件下，開工作閘信號分為三種情況：①手動和檢修方式下，工作閘手把不為零位;②半自動方式下選上/下按鈕和選擇提升/下放;③自動方式下的確定按鈕。在有開車信號和硬件安全回路正常的條件下，速度給定信號也分為三種情況：①手動和檢修不提人方式下，主零手把后拉并選擇提升或主零手把前掛并選擇下放;②檢修且為提人方式下直接輸出;③半自動方式和自動方式下，沒有停車按鈕且絞車速度>0.6 m/s。使能輸出信號送到變流器柜，變流器根據(jù)它才允許主電流輸出，啟動絞車。絞車啟動后，將按照既定的速度曲線運行。再次，應判斷是否到同步點并判斷是否校正系數(shù)，此時系統(tǒng)開始執(zhí)行燈顯示、燈測試等程序。并把前面所作的工作，輸出到指示燈，為操作和維護人員工作和維護作指示。最后，系統(tǒng)將判斷是否到定時中斷時間。如到則執(zhí)行程序完成軸編碼器的計算速度后返回，如未到則重新開始。
3 PLC的應用對絞車運行狀態(tài)的改善效果
從將上述技術應用于煤礦絞車電控改造的實際效果來看，PLC 變頻技術主要在以下幾方面具有突出的優(yōu)點：首先，新系統(tǒng)大大降低了絞車的運行成本。變頻技術使運輸循環(huán)中調速運行時間所占的比例相對增加，直接降低了設備運行的能源成本35% 以上，并因減少電流沖擊而降低了設備的故障率，有效減少了設備的更換、維修及時間成本。其次，絞車負載隨電機轉速而變化，而變頻技術具有精確的負載控制功能，可以確保負載量與設備輸出相匹配，因此，絞車電氣控制的精確程度也得到了大幅提高。此外，通過對設備停啟、加減速的控制，設備機械部件與電氣元件所受到的沖擊都得到了緩解，煤礦運輸系統(tǒng)運行的安全性和可靠性也得到了進一步的提升。
4 結束語
作為我國煤礦工業(yè)技術革新的重要標志之一，PLC 變頻技術在煤礦絞車電氣控制中體現(xiàn)出的種種成效都說明了進行設備節(jié)能改造的必要性和可行性。改進中應將變頻系統(tǒng)的性能與煤礦生產(chǎn)的具體情況相結合，根據(jù)實際運輸需要對PLC 模塊進行靈活組合，使其充分發(fā)揮與作業(yè)條件相匹配的先進控制功能。相關技術人員應認真研究PLC 變頻的工作原理與技術特點，將之逐步應用于礦山風機、水泵等其他設備的電氣控制中，為實現(xiàn)我國煤礦工業(yè)技術的全面發(fā)展貢獻力量。
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絞車技術論文篇二
礦井無極繩絞車技術改造實踐研究
【摘 要】本文主要是介紹了JWB無極繩絞車的參數(shù)與特點，根據(jù)特點出發(fā)提出改造方案，并予以實施。再改造完之后，通過一段時間的使用，發(fā)現(xiàn)JWB無極繩絞車經(jīng)過改造后，不僅提高了生產(chǎn)效率，也簡便了維修人員的工作，證明這個方案是可行的。
【關鍵詞】井下運輸巷;無極繩絞車;改造方案;注意事項
煤炭是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚哪茉矗禾块_采企業(yè)也是國家重點企業(yè)之一，煤炭企業(yè)為了自身的發(fā)展，也為了能夠提高能源開采率，研發(fā)并引進了多種高科技設備，無極繩絞車就是其中一種。無極繩絞車的使用大大的縮短了綜采面設備的安裝時間，而且對于礦井的建設工程也起到了重要作用。但是在無極繩絞車的應用過程中，也出現(xiàn)了一些問題，就是在采礦時需要在運輸巷增設一個帶式輸送機，卻使無極繩絞車的工作空間縮小，無法正常的進行運作。為了解決這個問題，煤炭企業(yè)就對無極繩絞車進行改造，根據(jù)運輸環(huán)境對于無極繩絞車鋼絲繩的影響情況來對其進行其鋼絲繩的布置方式進行改造，讓無極繩絞車可以更好的發(fā)揮其作用，并提高煤炭作業(yè)的效率。
一、JWB無極繩絞車的概述
(1)JWB無極繩絞車的主要性能及參數(shù)。第一，JWB無極繩絞車的主要性能。首先，讓煤炭企業(yè)實現(xiàn)不用借助接力就可以直接進行長運距巷道的直達運輸，而且還增加了運輸安全系數(shù)，并提高了效率;其次，還可以結合電機來進行空載起動和負載軟起動等環(huán)節(jié)，在起動過程中不會出現(xiàn)掉道的情況;再次，絞車可以根據(jù)物料、巷道不同力矩、速度的要求來進行變速運輸。第二，JWB無極繩絞車的主要參數(shù)。JWB無極繩絞車型號是JWB132BJ，滾筒的直徑是1040mm，而且呈拋物線型;絞車的鋼絲繩主要是6×19Φ30型的鋼絲繩，其最大牽引力為120kN，快繩的速度為1.89m/s，慢繩的速度為0.86m/s;JWB無極繩絞車最遠可運輸?shù)?000m以外的地方，電動機的功率為132kW。當然絞車還包括張緊裝置和重錘+液壓裝置。(2)JWB無極繩絞車的特點。第一，絞車的傳動主要是依靠三級行星輪系統(tǒng)，可以通過對電機輸入軸、快速和慢速的手動式制動閘的調整，來實現(xiàn)零速、快速和慢速運行，最后傳動到末級行星輪系和雙錐摩擦滾筒。在進行空載起動時，工作人員可以用零速或者是慢速將物料慢慢的起動，而且還可以根據(jù)物料、巷道不同力矩、速度的要求來進行變速運輸，并在變坡前后進行速度的切換。第二，在絞車上有裝置了雙摩擦輪，這樣可以讓絞車無論在哪個方位都可以都能保持足夠的驅動力和張緊力，避免出現(xiàn)打滑的情況。第三，主要是采用常閉式彈簧抱閘的安全制動器，根據(jù)具體情況來決定是否進行液壓松閘，以保證作業(yè)的安全系數(shù)。第四，在張緊行程大且穩(wěn)定，并能夠快速的將鋼絲繩的彈性變化反應出來的時候，就可以利用絞車上的“重錘+液壓”裝置來消除因鋼絲繩變形大而使張緊器無法將張緊力完全吸收的問題。第五，可以應用專用的輪組壓繩，在起伏比較大的坡道中可以快速的切換速度。第六，JWB無極繩絞車的結構比較簡單，而且制作成本少。第七，JWB無極繩絞車的尾輪結構簡單，而且容易固定，可以實現(xiàn)絞車的快速移動以及運距變化。絞車的梭車儲繩量也比較大，這樣就可以減少鋼絲繩的浪費。
二、無極繩絞車的改造方案
1.選擇正確的改造方案。
在利用運輸巷進行工作面安裝時，只需要無極繩絞車來運輸材料和設備。所以無極繩絞車在運輸時空間還是比較廣闊的，這時候，工作人員就會將鋼絲繩分布在軌道內(nèi)外兩側，如圖
1(a)所示，但是這種分布方式有著其特有的優(yōu)點和缺點。優(yōu)點是：其一，軌道不會限制尾輪的尺寸，可以擴大鋼絲繩的曲率半徑，延長鋼絲繩的使用壽命;其二，將主繩分布在軌道的內(nèi)側，將副繩分布在軌道的外側，可以讓工作人員在變坡處，可以忽略軌距和索車的結構，直接對壓繩輪和托繩輪進行布置。缺點就是：其一，尾輪是安裝在軌道的下面，這樣運距在變化時，就需要拆裝一根軌鋼才能夠移動尾輪;其二，鋼絲繩在運行時需要更寬廣的空間;其三，這樣的分布方式會使兩根鋼絲繩之間的距離擴大，使得在牽引時，讓絞車在非常小的繩間距中出入，還要通過張緊裝置或專用導向輪來控制分繩，而且鋼絲繩的受力也比較差。但是當工作面安裝完成后，運輸巷里就會增設一條帶上輸送機，就會使無極繩絞車的運行空間變小，不僅讓無極繩絞車無法正常運行，還給維修人員的維修工作帶來安全隱患，所以技術人員要對無極繩絞車進行改造，首先就要對鋼絲繩的分布方式進行改造，將鋼絲繩分布到軌道內(nèi)側中，如圖1(b)所示。不過這種分布方式也有其獨有的優(yōu)點和缺點。優(yōu)點是：其一，副繩都布置到軌道的內(nèi)側，鋼絲繩就可以在狹小空間內(nèi)運行;其二，這樣的分布方式可以讓尾輪不會影響到其他車輛的運行，而且當運距變化時，可以快速的移動尾輪。缺點是：其一，尾輪的直徑會受到軌距的限制，當軌距小的時候，尾輪的直徑也要縮小，但是同時也會讓繩徑縮小，使鋼絲繩彎曲的曲率變大，縮短其使用壽命;其二，兩根鋼絲繩都布置在軌道的中間，在變坡處就需要依靠壓繩輪和托繩輪，但是由于軌道以及絞車的結構問題，會增加輪組結構的設計難度;其三，尾輪前部在進行無道岔調車時，需要采取頂車方式，以保證梭車在車輛的后部運行。
2.改造方案的實施。在對無極繩絞車進行改造時，要根據(jù)鋼絲繩的布置方式來進行，而且只要對絞車的尾輪、托繩輪、壓繩輪、轉彎輪、索車進行改造即可，不需要對所有結構都進行改造，具體的改造過程如下：(1)根據(jù)原有尾輪布置方式來對尾輪基礎進行施工。(2)等尾輪基礎上的混凝土凝固后，就松開絞車上的鋼絲繩，將絞車上的尾輪、托繩輪、壓繩輪、轉彎輪、索車都更換掉。(3)當(2)中的所有部件都更換完了之后，就要將鋼絲繩拉緊。(4)在部件都改造完成后，還要對絞車進行試行，如果在試行過程中出現(xiàn)問題，就必須對部件進行調試，還要進行多次緊繩(正常情況下是4～6次)，這樣才可以保證鋼絲繩在卷繩筒繩襯上能夠保持穩(wěn)定的正壓力。當所有部件都不再出現(xiàn)問題后，就可以投入到日常運輸作業(yè)中。
3.在改造時應該注意的事項。(1)在對無極繩絞車的尾輪進行改造時，必須嚴格按照安裝要求來進行安裝，在尾輪的基礎上澆灌混凝土，直到混凝土凝固后才能夠進行安裝。(2)在對無極繩絞車的壓繩輪、托繩輪進行安裝時，可以在運輸巷的拐彎處多按幾組壓繩輪組，這樣就可以避免跳繩、拖繩的現(xiàn)象出現(xiàn)。而且在試運過程中，工作人員要一直跟在運輸車后面，對運輸過程中出現(xiàn)磨繩或者是鋼絲繩過高的地方做好標記，再回過頭來把這些地方應該補充的輪組補足，這樣可以保證日后無極繩絞車的正常運行。
井下運輸環(huán)境會隨著煤炭企業(yè)的發(fā)展而發(fā)生變化，而不同的井下運輸環(huán)境碎玉運輸?shù)囊蟛煌?，這就要求我們對無極繩絞車進行改造。在改造時，技術人員要根據(jù)自身企業(yè)的礦井情況以及無極繩絞車鋼絲繩的布置方法來進行有效的改造。改造后的無極繩絞車不僅可以更好的發(fā)揮其作用，提高煤炭作業(yè)的效率，還可以節(jié)省維修人員的工作。
參考文獻
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