一、提升機應急提升系統(tǒng)概述

  
  1、提升機應急提升系統(tǒng)用途
  
  提升機因機械設(shè)備、電氣設(shè)備、液壓設(shè)備、電源等故障導致系統(tǒng)無法正常運行，且在短時間內(nèi)無法及時解決問題，造成生產(chǎn)停滯，尤其是在運送人員或其它重要物資的過程中出現(xiàn)此類故障，人員就會被長時間困在罐籠內(nèi)，造成心理上的恐慌。為了緩解此類事故造成的不良影響，特開發(fā)出提升機應急提升系統(tǒng)。
  
  本系統(tǒng)主要由備用液壓站及其電氣控制系統(tǒng)組成，與主控系統(tǒng)完全獨立。液壓站配置有進口比例閥，可實現(xiàn)油壓的連續(xù)穩(wěn)定調(diào)節(jié)，電氣控制系統(tǒng)采用SIEMENS S7-1200系列PLC,實現(xiàn)速度和油壓的閉環(huán)控制。當制動閘緩慢開閘后，利用首繩兩端的張力差使罐籠緩慢提升（罐籠側(cè)偏輕）到井口或緩慢下降（罐籠側(cè)偏重）到井中的某一中段，從而保證人員或重要物資不會被長時間的困在罐籠內(nèi)。
  
  2、 環(huán)境條件要求
  
  海拔高度不超過1000米；  
  環(huán)境溫度應在-5℃～+40℃內(nèi)，而且在24h內(nèi)的平均溫度應不超過+35℃；  
  環(huán)境相對濕度在最高溫度為+40℃時不超過50%。在較低溫度時，允許有較高的相對濕度，對由于溫度變化偶爾產(chǎn)生的凝露應采取特殊的措施； 
  不得使用在有爆炸性氣體、或強磁場環(huán)境中；  
  空氣中不得含有過量的塵埃、酸和鹽，也不得含有過量的腐蝕及破壞絕緣的介質(zhì)；  
  應安裝在沒有水和其他液體浸淋的場所；  
  應安裝在室內(nèi)堅固的基座上，無劇烈振動和機械沖擊；  
  垂直安裝的傾斜度不得超過5°； 
  污染等級為2 級。
  
  3、電源條件要求
  
  電控設(shè)備的交流供電電源質(zhì)量應符合GB/T 3797-2005中4.2.5的規(guī)定；  
  供電電壓波動范圍±10%；
  
  4、系統(tǒng)組成
  
  系統(tǒng)主要由電控操作臺和液壓站兩部分組成，如下表所示：

  

  二、提升機應急提升系統(tǒng)電控部分說明

  
  1、可編程控制器簡介
  
  本電控系統(tǒng)使用SIEMENS公司的S7系列PLC。S7系列PLC是模塊化的PLC系統(tǒng)，有著大范圍的各種功能模塊可以很好的滿足和適應自動控制任務。它采用了簡單實用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面的網(wǎng)絡(luò)能力，使得應用十分靈活。在本系統(tǒng)中我們主要使用了以下幾種類型的模板。
  
  (1)CPU模板：可編程序控制器的中央處理單元，通過其本身具備的接口，既可以實現(xiàn)多CPU之間的網(wǎng)絡(luò)連接，也可實現(xiàn)與觸摸屏、上位工控機的通訊等功能。
  
  (2)數(shù)字量輸入模板：將外部開關(guān)量的動作信號轉(zhuǎn)化為CPU 能夠處理的電平信號，對各開關(guān)量信號狀態(tài)進行檢測，為程序執(zhí)行提供依據(jù)。
  
  (3)數(shù)字量輸出模板：將CPU輸出的電平信號變換為控制對象所需的工作電平，控制執(zhí)行機構(gòu)工作。
  
  (4)模擬量輸入模板：將來自過程的模擬量信號轉(zhuǎn)換為PLC可以處理的數(shù)字量信號，供CPU在執(zhí)行程序時調(diào)用。模擬量信號可以是電壓信號、電流信號或測溫元件PT100信號等。
  
  (5)模擬量輸出模板：將CPU處理過的數(shù)字量信號變換為過程所需的電壓、電流等模擬量信號。
  
  2、設(shè)備特點
  
  采用Siemens S7系列PLC配合MCGS觸摸屏，使控制邏輯更靈活，系統(tǒng)更簡單，控制精度更高，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定且可靠的運行；  
  系統(tǒng)配有UPS電源，為電控系統(tǒng)提供穩(wěn)定的供電電源，UPS電池外置，在全礦停電的情況下，可滿足系統(tǒng)正常運行30分鐘左右。此續(xù)航時間可根據(jù)用戶的需要定制；  
  使用高精度溫度傳感器實時監(jiān)測閘盤溫度，當溫度高于設(shè)定的保護值時，系統(tǒng)會自動抱閘，停止運行，防止閘盤過熱導致閘盤變形和制動力下降，從而避免二次事故的發(fā)生；  
  用PLC的模擬量模塊采集液壓系統(tǒng)的壓力傳感器信號，實時讀取工作壓力的大小，實現(xiàn)壓力和速度的閉環(huán)控制；  
  用PLC的數(shù)字量模塊檢測液壓站的輕故障信號，如液位的高低等，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障，并通過觸摸屏顯示出來；  
  系統(tǒng)配有急停按鈕，可在必要時按下急停按鈕對提升機進行緊急制動，同時也可以將主控系統(tǒng)的急停按鈕接入本系統(tǒng)，使系統(tǒng)的保護更完善；  
  PLC內(nèi)部可實現(xiàn)多項安全保護，如超速保護、閘盤過溫保護、制動油壓過壓保護、急停保護、液壓站液位保護等；  
  控制臺上配置臺灣威綸觸摸屏，實時顯示提升機的運行狀態(tài)和各項控制參數(shù)，讓操作人員操作時更得心應手；  
  系統(tǒng)最高速度不超過1.0m/s，具有手動和自動兩種工作方式，手動方式下速度調(diào)節(jié)范圍為0m/s-1.0m/s，自動方式下速度預設(shè)范圍為0.5m/s-1.0m/s；
  3、操作方法
  
  系統(tǒng)共有兩種操作方式，自動和手動。
  
  手動方式下的操作步驟：
  
  ① 關(guān)閉主油管上的截止閥，打開備用液壓站油管上的截止閥；  
  ② 轉(zhuǎn)動鑰匙旋鈕選擇手動工作方式；  
  ③ 按下啟動按鈕啟動液壓站油泵，并轉(zhuǎn)動開閘控制鑰匙旋鈕到允許開閘位，接通閘給定回路；  
  ④ 旋轉(zhuǎn)閘給定電位計控制壓力緩慢上升，直至提升機開始轉(zhuǎn)動，通過手動控制壓力的大小來調(diào)節(jié)提升機的運行速度；  
  ⑤ 罐籠到位后按下停車按鈕或直接將電位計旋轉(zhuǎn)到零位將提升機停止；  
  ⑥ 將開閘控制旋鈕轉(zhuǎn)到禁止開閘位，按下停止油泵按鈕將油泵停止；  
  ⑦ 將第①步的截止閥恢復原位；
  
  至此，一次手動方式的應急提升過程結(jié)束。
  
  自動方式下的操作步驟：
  
  ① 關(guān)閉主油管上的截止閥，打開備用液壓站油管上的截止閥；  
  ② 轉(zhuǎn)動鑰匙旋鈕選擇自動工作方式；  
  ③ 按下啟動按鈕啟動液壓站油泵，并轉(zhuǎn)動開閘控制鑰匙旋鈕到允許開閘位，接通閘給定回路；  
  ④ PLC程序自動給出閘給定信號，閘給定信號緩慢上升，油壓緩慢上升，直至提升機開始轉(zhuǎn)動，之后程序根據(jù)預設(shè)的速度值自動控制壓力上升或下降，以使運行速度與預設(shè)速度相一致；  
  ⑤ 罐籠到位后按下停車按鈕將提升機停止；  
  ⑥ 將開閘控制旋鈕轉(zhuǎn)到禁止開閘位，按下停止油泵按鈕將油泵停止； 
  ⑦ 將第①步的截止閥恢復原位；
  
  至此，一次自動方式的應急提升過程結(jié)束。
  4、安全保護說明
  
  安全保護的分類：安全保護分為二類：一類，嚴重故障，出現(xiàn)此類故障后立即斷開安全回路實施安全制動，同時報警蜂鳴器響；二類，為輕故障，如果在提升機運行中出現(xiàn)此類故障，報警蜂鳴器響，允許本次運行至結(jié)束，本次運行結(jié)束后不維修好不能再次開車；
  
  安全保護的描述
  
  1）嚴重故障
  
  超速故障：運行速度-設(shè)定速度≥0.5m/s即報超速故障；  
  制動油壓高故障：實際油壓值超過設(shè)定的保護值即報超速故障，設(shè)定值大小依據(jù)實際的工作壓力確定；  
  控制連鎖：可從主控系統(tǒng)取一個允許運行的信號至本系統(tǒng)，無此信號側(cè)系統(tǒng)不允許運行；  
  急停：急停按鈕被按下； 
  閘盤超溫故障：檢測到閘盤溫度達到設(shè)定的保護值，過溫故障保護值為70℃； 
  溜車故障：在未開閘狀態(tài)下檢測到提升機有速度信號；
  
  2）輕故障
  
  液位低：液壓站內(nèi)的液位油液位偏低；  
  液位高：液壓站內(nèi)的液位油液位偏高；  
  閘盤超溫報警：檢測到閘盤溫度達到設(shè)定的保護值，過溫報警保護值比過溫故障保護值低5℃；
  三、提升機應急提升系統(tǒng)液壓部分說明
  
  該液壓站為單泵、單控制閥組液壓系統(tǒng)，由液壓及其電氣控制系統(tǒng)組成，與主控系統(tǒng)完全獨立。
  
  1、 液壓站的技術(shù)參數(shù)
  
  額定工作油壓：≤14MPa  
  油泵最大總流量：2.2L/min  
  油箱容積：100L  
  油泵電機：0.75KW、1400r/min、AC220V  
  液壓油牌號：32?？鼓ヒ簤河?emsp; 
  工作油溫：≤70℃
  
  2、液壓站的系統(tǒng)組成和工作原理
  
  系統(tǒng)組成：
  
  (1) 油源部分：油源部分由電機、油泵及吸油過濾器、管接頭等組成。為系統(tǒng)提供P=0－14MPa,Q=2.2L/min的壓力油源。  
  (2) 集油裝置:集油路裝置由集油塊、高壓過濾器、比例閥、溢流閥、電磁換向閥、球閥、管接頭、數(shù)顯壓力變送器等組成，符合煤安規(guī)程要求的并聯(lián)冗余回油通道。
  
  工作原理：按電機接線盒內(nèi)的要求接好線后，啟動油泵電機，油泵輸出的油液通過高壓過濾器到比例溢流閥的壓力口，從溢流口回油箱，數(shù)顯壓力表顯示系統(tǒng)油壓值，改變可調(diào)閘的電壓信號實現(xiàn)油壓的升高或降低，從而控制閘的制動力矩以獲得可控的運行速度。
  
  3、液壓站的調(diào)試
  
  （1）液壓站在出廠及現(xiàn)場使用前均應進行調(diào)試，調(diào)試前應清洗油箱，管路。油箱內(nèi)按量注入規(guī)定牌號的液壓油，將液壓站出口按需要接上負載。  
  （2）按電機接線盒內(nèi)的要求接線，注意電壓等級。  
  （3）液壓站應在14MPa（工廠調(diào)試值）條件下進行調(diào)試。
  
  將疊加溢流閥壓力調(diào)節(jié)螺釘背緊螺母松開，壓力調(diào)節(jié)螺釘逆時針退回，啟動電機，電磁閥全通電，此時壓力表只有殘壓，輸入DC6～7V可調(diào)閘信號，疊加溢流閥調(diào)節(jié)螺釘順時針慢慢旋進，觀察數(shù)顯壓力表，系統(tǒng)壓力隨調(diào)節(jié)慢慢升高直至14MPa，將調(diào)節(jié)螺釘背緊螺母鎖緊，此壓力作為系統(tǒng)安全壓力限定，改變可調(diào)閘信號，壓力隨之改變?，F(xiàn)場實際需要工作壓力可通過可調(diào)閘信號給定。
  
  4、液壓站常見故障處理
  
  油泵啟動后，油壓表無壓顯示。
  
  （1）溢流閥芯被卡住，清洗閥芯。  
  （2）電磁閥卡斷電位或未得電，清洗電磁閥或排除電氣故障。  
  （3）泵損環(huán)，換泵。
  
  油泵運轉(zhuǎn)正常，油壓可升到某一值，但不可調(diào)節(jié)。
  
  （1）溢流閥芯被卡住，清洗閥芯。  
  （2）泵損環(huán)，換泵。  
  （3）各閥及管接頭有泄漏，檢查出泄漏點換密封。  
  （4）油泵抽入空氣，檢查進油管路，檢查油位。
  
  油泵運轉(zhuǎn)正常，出現(xiàn)噪音和振動。
  
  （1）油泵吸入空氣，檢查油位，油泵進油口接頭，油泵軸密封處是否有漏氣現(xiàn)象。更換密封。  
  （2）油泵損壞，更換油泵。  
  （3）油粘度過高，油溫太低，加熱油到100C以上。