绞车变频电控系统简单介绍.ppt

矿用隔爆兼本用隔爆兼本质安全型安全型 绞车专用用变频器器 主 讲 人：朱信攀朱信攀 5/7/20241.l斜井斜井绞车变频传动及控制方案及控制方案;l竖井井绞车变频传动及控制方案及控制方案;l带式运式运输机控制方案机控制方案;l主通主通风机高低机高低压变频改造改造节能方案；能方案；l局部通局部通风机机变频改造改造节能方案；能方案；l乳化液乳化液泵节能方案；能方案；l井下井下给排水、恒排水、恒压供水解决方案；供水解决方案；l瓦斯瓦斯泵节能改造方案；能改造方案；l井下空井下空压机机节能方案；能方案；专注煤注煤矿十五年，提供煤十五年，提供煤矿各种控制解决方案各种控制解决方案5/7/20242.提升机是矿井的关键和重大安全设备之一，广泛用于煤炭、有色金属、黑色金属、非金属、化工等矿山的竖井、斜井的提升系统，用作提升矿物和物料、设备及运送人员等，是矿井系统的咽喉。在整个生产过程中，占有非常重要的地位，它不仅关系到矿井的正常安全生产和生产效率，而且直接影响上下井人员的生命财产安全，因此，它的电气传动及控制装置一直是各国传动界的一个重要研究领域。大多数传统的矿井提升机采用绕线转子异步电动机转子回路串电阻的交流调速系统，这种系统属于有级调速，低速转矩小，转差功率大，启动电流和换挡电流冲击大；中高速运行振动大，制动不安全、不可靠，对再生能量处理不力，调速时大量的电能消耗在电阻上，不但浪费严重，也造成工作环境的恶劣，空间噪声大；斜井提升机运行中调速不连续，容易掉道，故障率高。而且绕线电机及电阻属于非防爆设备，不符合安全生产的要求。矿用提升机的技术更新改造要求迫在眉睫，采用DSP全数字变频调速技术的现代交流调速系统代表矿井提升机技术的先进水平。目前井下目前井下绞车控制系控制系统简介介5/7/20243.控制精度高：变频器控制精度高，能使交流电动机的调速性能与直流电动机几乎相等，实现精确控制。工作可靠性高：变频器采用的是电力电子器件，寿命长，具有完善的保护功能，用于提升机控制时，可靠性好。维护工作量小，降低了维护人员的工作强度。调速范围广，属于无级调速，低速时稳定性好。启动转矩大，可达到2倍以上，低速时转矩给定稳定。节能明显。当提升机处于提升状态时，电动机工作于电动状态。由于提升机属于恒转矩负载，转速降低多大比例节能就为多大比例。当提升机处于下放状态时，电动机工作于发电状态，将势能转化为电能。如果变频器采用的是能量回馈型变压器，变压器将会把这种电能回馈给电网。某集团一台无极绳绞车采用变频改造后，其节能效果达30%左右，此变频器为能耗制动型，如果采用能量回馈型，其节能效果将更好。绞车采用采用变频控制的控制的优势5/7/20244.主要包含以下部分：1.隔爆兼本质安全型四象限变频器；2.TH1-24本质安全型多功能综合操作台（含显示屏）；3.KXJ1-127隔爆兼本质安全型可编程控制箱（双PLC冗余配置）；4.隔爆轴速度及位置传感器、限位开关等辅助器件。矿用四象限用四象限变频器器绞车控制系控制系统简介介5/7/20245.煤矿安全规则；矿用电力设计规范；煤矿提升绞车安全检验规范；GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备标准；GB/T13926-92及IEC标准工业工程测量和控制装置的电磁兼容性；JB4263交流传动矿井提升机电控设备技术条件JB8516-1997安全回路设计应为双线冗余制；设计原原则及依据及依据5/7/20246.闭环矢量控制技术将直流控制中的双闭环（速度环、电流环）调节控制通过一系列矢量变换后用于交流三相电机的控制，在零速度下获得强大的、精确的输出转矩，这种“零转速时的满转矩输出”的特性，应用在具有位能性负载的场合时非常适宜的。四象限运行，当电动机减速制动时，从逆变器返回的再生功率使变频控制装置内直流母线电压升高，变频控制装置内控制芯片发生指令，将电动机再生能量通过制动单元实现电动机的能量再生制动。矿用隔爆兼本用隔爆兼本质安全型四象限安全型四象限变频器器5/7/20247.矿用隔爆兼本用隔爆兼本质安全型三安全型三电平四象限平四象限变频器器1140V三电平矢量型四象限变频器，不仅继承了两电平矢量型变频器优点，而且体积小，降低电机的共模电压，降低对电网的共模干扰，能方便实现能量的双向流动，电机的四象限运行。5/7/20248.双线制:PLC控制系统主要由两套PLC系统组成。PLC1作为主控系统，PLC2作为监控系统。每套PLC系统都带有各自独立的位置检测元件（轴编码器）。正常工作时，两套PLC系统同时投入运行，实现了绞车的“双线制”控制与保护。为了确保两套PLC系统能同步工作,在PLC1内对两套PLC系统的位置信号和速度信号进行实时比较，一但偏差过大，就会立即报警。两套PLC系统主要是以通讯的方式进行数据交换。应急方式:如果有一套PLC出现故障或其位置检测元件出现故障，则可在“应急1”或“应急2”方式下，由单套PLC继续工作。绞车在应急方式下工作时，应有的保护并没有缺少，只是没有了“双线制”。但为了保证绞车运行的安全可靠性，将运行速度降为半速。结构简单：采用模块化设计，便于用户组态配置；DIN标准导轨安装；集成的背板总线技术；更换模块简单，扩展灵活方便矿用隔爆兼本用隔爆兼本质安全型可安全型可编程控制箱程控制箱5/7/20249.主要元器件：制动手把、主令手把各一，在手动和检修开车方式时控制闸和主令给定；自动、手动、检修方式转换选择开关；正反过卷旁路选择开关；调闸、调绳转换选择开关；制动泵起停及转换选择开关；润滑泵起停及转换选择开关；故障复位和电源控制按钮；自动开车确认按钮、10.4寸综合显示屏等；矿用本用本质安全型操作台安全型操作台 主要功能：完成绞车的各种操作；完成控制信 号与故障信号的隔离和转换；组成硬件安全 回路并与软件安全回路相互冗余及闭锁；完 成液压站、工作闸、安全闸的状态信号采集；5/7/202410.读取变频器参数，如：频率、速度、转矩、电流、电压、功率等、直流母线电压等；运行时间显示、打点信号显示、本班提升钩数、总提升钩数显示；电机各测点的温度显示；安全回路工况监视，如电源、井筒开关等状态；绞车位置显示，其显示形式可以是数字的、模拟的、图形和曲线等、备有4000条历史记录;矿用隔爆多功能用隔爆多功能显示屏箱示屏箱5/7/202411.方向方向选择：提升方向的选择以主容器运行方向为准，主容器向上运行为正向，向下运行为反向。的容器作双滚筒绞车一般是以固定滚筒所挂为主容器。速度速度选择：根据提升种类不同和多水平提升中各运输区段距离不同，所选择的最高运行速度也不同。本系统中的速度种类有以下几种：(1)(1)全速全速:一般为运物速度。(2)(2)半速半速:一般为运人方式和应急方式下的速度。(3)(3)检修速度修速度:为检修方式下的速度0.3-1m/s。(4)(4)爬行速度爬行速度:爬行段的速度0.5m/s。水平水平选择：在多水平提升中，根据信号系统显示的水平信号，在司机台上可以进行水平选择。水平选定后，控制系统会自动建立运行方向，自动选择运行速度，运行到所选水平后会自动减速和停车。正反向开正反向开车：在手动方式下同时操作主令手柄和制动手柄就可以进行正反向开车，制动手柄要完全推到松闸位置，主令手柄用来控制速度大小。在半自动方式下通过操作“速度选择开关”进行正反向开车，速度高低由“速度选择开关”选择，工作闸自动打开。有运行指令后，延时0-0.5S打开工作闸，让电机先建立力矩，防止倒转。主要控制功能主要控制功能5/7/202412.系统设有一条硬件安全电路和二条软件安全电路，这三条安全电路相互冗余与闭锁。三条安全电路正常时闭合，出现故障一条断开时，另二条也同时断开。三条安全电路从根本上保证了绞车运行的安全可靠性。硬件安全电路故障：(1)交流进线电源分；(2)手动紧停；(3)变频器故障；(4)上过卷；(5)下过卷；(6)制动油泵分；(7)PLC1紧停；(8)PLC2紧停；PLC1软件安全电路故障：(1)过卷 (2)等速超速：运行速度超过最高速度的15%时动作 (4)错向 (5)传动系统故障PLC2软件安全电路故障：(1)过卷 (2)等速超速 (3)定点超速 (4)限速保护:减速段实际速度超过给定速度10%时动作 (5)PLC2编码器断线 (6)错向 (7)传动系统故障(8)闸瓦磨损 (9)主电机过温(10)液压站过温或滤油器堵塞 (11)液压站油压过高 (12)液压站残压过高 (13)PLC2编码器断线 (14)硬件安全电路闭琐 (15)PLC1软件安全电路闭琐 (16)PLC运行故障主要保主要保护功能功能5/7/202413.变频器能在环境温度50下达到最大的输出，在环境温度55时仍可降容运行；增强型涂层控制板，适合于IEC60721-3-3规定的3C3类环境，确保恶劣环境下的可靠运行；针对煤矿控制的特殊性，对软件和硬件进行特殊改进；高性能的功率组件；标准内置C3级RFI滤波器；内置直流电抗器，有效降低电源的谐波干扰，符合IEC1000-3-2国际标准；热插拔型本地控制面板；采用采用进口口专用用变频器，性能可靠器，性能可靠5/7/202414.输入电源电压：AC660/1140V，允许波动范围-15%+10%；输入电源频率：50/60Hz，允许波动范围2.5%；额定功率：37710KW;输出电压：AC 0660(1140)V；最大输出电流：电机额定电流的2倍；本安输出：最高开路电压：24.2V，最大电流1A；过载能力：2.0Ie持续60秒（环境温度+40时）；外控回路：本质安全型；集控：工业以太网或其他方式;工作制：24小时连续工作制；主要型号：BPJ1-90/660、BPJ1-110/660（1140）、BPJ1-160/660（1140）、BPJ1-250/660（1140）、BPJ1-315/660（1140）、BPJ1-400/660（1140）、BPJ1-500/1140、BPJ1-710/1140(三电平)BPJ1系列系列矿用隔爆兼本用隔爆兼本质安全型安全型变频器型号及参数器型号及参数5/7/202415.煤煤矿斜井提升信号控制系斜井提升信号控制系统1闭锁功能功能信号与绞车控制回路闭锁：只有当绞车房接到上井口发来的提升信号指令，绞车方可提升；信号与安全回路闭锁：当绞车房收到上、下井口信号工发来的“急停”信号时，绞车安全回路跳闸；信号有转发闭锁功能：上井口只有收到下井口发来的信号，才能向车房发出信号，并只能转发与下井口相同的信号；信号本身闭锁功能：当发出信号后，只有清除当前信号才能再发其他信号；急停信号可直发到车房，不受任何闭锁限制；检修、调平、换层、及操车点动方式不受闭锁限制；二二.显示功能示功能上井口、下井口、车房LED数字显示功能，可显示0、1、2、3、4(停车、快上、快下、慢上、慢下）提人、提物、检修全线显示功能；任一点按下急停全线急停显示功能；提升勾数显示功能，最大999；5/7/202416.煤煤矿斜井提升信号控制系斜井提升信号控制系统开车信号存储功能，可存储3次信号；联络呼叫显示功能：各水平和上下井口之间呼叫均有字符显示；水平选择显示功能：根据需要选择水平，并全线显示。三三.音响功能音响功能信号打点音响功能：如发出“2”，自动打点2次；急停报警功能：急停信号按下去后具有急促、断续的全线音响；联络呼叫功能：各水平、井口均有语音报警；开车信号发出后，全线语音报警。四四.通信功能通信功能各联系点之间通讯连接；车房PLC预留与上位机通讯接口；车房可采用上位机。5/7/202417.谢谢！5/7/202418.5/7/202419.