【正文】 合礦井實際情況，選取提升機運行速度參數(shù)如下：提升機額定運行速度v1=,爬行速度v4=2m/s, a1= m/,ρ1= m/則在啟動加速段oabc內(nèi)ω=1，t1=,t2=, t3=,v2 =,Soc=。在defg減速段內(nèi)ω=1，t2=, t2=, t3=, v3=, Sdg =。在減速停車段，由于無勻加速段，故v5 = v4/2=1m/s,由式v5 = 解得到=,= ,求解得到：shi=2m。由此得到實際S形速度給定曲線（見圖4—4），其可以通過PLC編程控制實現(xiàn),圖中加速和減速段的時間均在變頻器上設置。圖4—4礦井提升機工作時序圖（1）第一階段0～t3：串車車廂在井底工作面裝滿煤后，發(fā)一個聯(lián)絡信號給井口提升機操作工人，操作工人在回復一個信號到井底，然后開機提升。重車從井底開始上行，重車起動后，開始持續(xù)加速達到變頻器的設定頻率f2，在此期間提升機的速度逐漸加快。（2）第二階段t3～t′：勻速運行階段。上升時,電動機保持電動狀態(tài),重車提升機以額定運行速度穩(wěn)定運行。下放時,由測速發(fā)電機反映轉子下放速度,當速度高于v1時,增大勵磁電流,提高制動力矩,使箕斗在斜坡上勻速運行。一般，這段過程最長。（3）第三階段t′～t3′：重車快到井口時減速階段，重車減速到低速，進入爬行階段。如減速時間設置較短時，變頻器制動單元和制動電阻起作用，不致因減速過快跳閘。（4）第四階段t3′～：重車以變頻器頻率為f1速度低速爬行，便于在規(guī)定的位置停車。（5）第五階段～：到達停車位置時，變頻器立即停車，重車減速到零，制動系統(tǒng)閘制動。操作工人發(fā)一個聯(lián)絡信號到井下，整個提升過程結束。在軟件編程中，對勻加速段、勻減速段采用查表法，其它各段速度勻按距離給出，計算公式如前。這樣既能避免計算量過大，又能避免占用的內(nèi)存量過大。此外，為了改善調(diào)速系統(tǒng)的跟隨性，在PLC中用軟件實現(xiàn)了對調(diào)速系統(tǒng)的微分前饋控制。綜合以上步驟就可以完成S形給定速度曲線的實現(xiàn)。（II）提升機給定力根據(jù)動力學方程式：式中：Te—電動機產(chǎn)生的轉矩；T1—單軸傳動系統(tǒng)的負載轉矩；J—單軸傳動系統(tǒng)的轉動慣量；ω—單軸傳動系統(tǒng)的角速度；—飛輪慣量（飛輪轉矩）； 圖4—5提升系統(tǒng)給定力圖圖4—5中(a),(b),(c)為提升機的給定力圖。其中(a)為靜負載力矩比較大的情況，(b)為靜負載力矩比較小的情況，(c)為下放重物的情況。顯然，隨著提升物料的重量不同，要求電動機的拖動力矩不同，且在一個提升循環(huán)中，在不同階段電動機的拖動力矩的極性也在變化，礦井提升機要求電力拖動系統(tǒng)能滿足四象限運行的條件。主程序流程圖如圖4—6所示，其中包括兩個主要的功能模塊：中斷子程序功能模塊和故障處理子程序功能模塊。主程序完成系統(tǒng)初始化、自檢、故障診斷、調(diào)速系統(tǒng)控制等工作。 圖4—6 PLC工作流程圖 （I）中斷子程序功能當PLC接收到來自傳感器、接近開關或變頻器故障等外部控制信號時，PLC控制程序轉到相應的中斷處理程序處，完成超速保護、過卷、過載、松繩等保護及提升機位置、速度監(jiān)控、變頻器故障監(jiān)控等。當有故障出現(xiàn)時可轉到相應的故障處理模塊進行進行故障處理，并通過報警回路報警或安全回路實現(xiàn)抱閘停車保護。（II）故障處理子程序功能故障處理程序綜合來自控制系統(tǒng)外圍的故障信息和內(nèi)部系統(tǒng)監(jiān)視程序檢測到的故障信息，控制系統(tǒng)程序依據(jù)故障的不同類型以及提升機當前的運行狀態(tài)，做出相應處理。同時判斷并記錄首發(fā)故障，便于現(xiàn)場工作人員進行維護，快速地查找和排除故障。對于輕故障，如果當前提升機處于停車狀態(tài)，則不允許開車，系統(tǒng)發(fā)出報警信號；如果當前提升機處于運行狀態(tài)，則允許提升機繼續(xù)運轉完成本次提升循環(huán)后，再發(fā)出報警信號，而且在停車后故障未被排除前禁止開車。對于較重故障，如果當前提升機處于停車狀態(tài)，則不允許開車；如果當前提升機處于運行狀態(tài)，則依靠傳動控制系統(tǒng)實現(xiàn)電氣制動，使提升機以正常的減速度減速、停車、抱閘。對于重故障，PLC系統(tǒng)根據(jù)故障的分類使快速開關跳閘或高壓開關跳閘。如果當前提升機處于停車狀態(tài)，則不允許開車并跳閘；如果當前提升機處于運行狀態(tài)，而且故障點位于減速點之前，則首先選擇跳閘，再對提升機實施恒減速制動；如果故障點位于減速點之后，則電氣跳閘后施以二級制動；如果故障點位于減速點之后且靠近井口，已經(jīng)來不及進行二級制動，則系統(tǒng)立即實施緊急制動。本章詳細介紹了礦井提升機理想S形速度曲線的建模及實現(xiàn)。礦井提升機速度給定曲線的優(yōu)劣對其性能的好壞有著重要影響，應用上述理想S形速度速度給定對提升機實現(xiàn)按行程控制，可極大地改善礦井提升機運行特性，延長其使用壽命。礦井提升負載屬于典型恒轉矩特性負載，電機運行狀態(tài)復雜，所以對電控系統(tǒng)的要求更高。在基于可編程控制器控制的系統(tǒng)中，控制功能都是通過軟件編程實現(xiàn)的。本章中軟件設計部分是提升機調(diào)速控制系統(tǒng)的核心，前述控制思想的實現(xiàn)，包括提升機S形速度給定，按行程對提升機進行及過卷、松繩、超速等保護，都集中在PLC軟件控制部分，文中設計出了系統(tǒng)控制流程圖。礦井提升是一個對安全性、可靠性要求極高的環(huán)境，其電控系統(tǒng)的設計涉及到方方面面的問題，只有進行妥善處理，生命財產(chǎn)安全才能得到更大的保障。第6章 礦井提升機操作、維護與檢修 操作規(guī)程（一）許可運行條件： 電器控制裝置完善、靈敏，配電裝置及輪緣等處清潔、完好。 主傳動電動機的短路及斷電保護裝置、過卷裝置、過速保護裝置、過負荷及無電壓保護裝置、閘瓦磨損保護裝置、勵磁檢測裝置必須靈敏、可靠。 司機操作臺各控制按鈕靈敏、可靠，各電流表、電壓表并準確指示準確、可靠。 液壓站油量充足，電磁閥、溢流閥等動作可靠，壓力表靈敏、準確，卸壓閥動作可靠，盤型閘起閉靈活。 主機部分、導向輪部分螺栓無松動、無缺少，繩槽無過度磨損。 鋼絲繩無超標現(xiàn)象。 提升機緊急情況下，安全制動動作靈敏、可靠。（二） 開車前的檢查、操作注意事項開車前檢查： 開車前的檢查：對機體各部位、導向輪部位、液壓站、操縱機構、制動管路系統(tǒng)、深度發(fā)送裝置等進行檢查。發(fā)現(xiàn)問題應及時處理，并記入運行記錄中，合乎要求后方可允許開車。 開車順序：（1） 主令控制器、工作閘、及各安全裝置處于正常位置。（2） 將安全開關撥到手動方式。（3） 司機接到開車指令后，按照信號要求方向，控制主令操作桿向前或向后，同時操作制動桿，開動提升機。 注意事項：（1） 司機精神高度集中，注意各儀表指針的變化，電流、電壓、液壓站壓力、速度是否穩(wěn)定，深度指示是否正常，發(fā)現(xiàn)異常立即采取果斷措施，進行停車。（2） 司機要注意觀察（聽取）信號，信號不明確情況下，禁止開車。 設備運轉過程中的檢查及維護內(nèi)容 巡回檢查路線：操作臺→計算機→監(jiān)控設備→主電機→滾筒及制動器→液壓站→冷卻風機→低壓開關柜→直流快開及電抗器、整流變壓器→動力勵磁變壓器→高壓開關柜→操作臺。 傳動機構（1）各軸承的潤滑油量是否充足，油質是否清潔；軸承是否有異常聲音；減速機運行是否有異常振動聲音。（2）各部位螺絲是否松動或缺少。（3）各部位的鍵是否松動。 制動機構（1）檢查抱閘各拉桿螺絲是否松動或缺少，盤形閘動作時是否靈 活可靠。（2）檢查制動盤與閘瓦的磨損間隙是否過大，~。（3）檢查測速發(fā)電機是否傳動平穩(wěn)，膠輪是否過度磨損（4）檢查電磁閘、溢流閥、比例閥、緊急停車閥、卸荷閥和過卷開關是否靈活可靠。（5）制動盤是否有油污，應保持清潔。 液壓系統(tǒng)（1）檢查油量是否充足，油溫是否過高。（2）觀察油壓表指示的壓力是否達到規(guī)定要求。（3）檢查閥、管路是否有漏油。深度指示器（1）檢查鏈輪及鏈子、絲桿及齒輪等磨損情況、鍵及螺絲是否松動。（2） 鏈輪與鏈子、絲杠與、齒輪和軸承潤滑是否良好。（3）鏈鎖和保護裝置是否靈活，可靠。導向輪部分（1） 導向輪繩槽是否過度磨損或缺少。（2） 導向輪運轉是否平穩(wěn)，有無異常振動或噪音。（3） 各部螺栓是否松動或缺少。（4） 導向輪軸承是否潤滑良好。電氣部分（1）檢查電動機滑環(huán)和炭刷磨損、接觸情況，清掃磨落的炭粉。（2）配電裝置及絕緣子等處是否清潔、完好。（3）電動機和起動電阻等處接線固定螺絲是否松動。（4）檢查信號系統(tǒng)是否良好。 提升電機（1）每班操作工要測定溫度，不超過60度。（2）每年由專職電工測定轉子與定子的間隙。（3）每半年用專職電工檢查軸承的磨損情況。 操作臺（1）每班操作工檢查工作制動閘是否靈活，固定處是否良好。（2）每周專職電工檢查主令控制器是否靈活、接點是否良好。防墜器（1）每周由專職維修工用手錘敲擊各元件連接處是否牢固。（2）每半年由專職機構組織一次墜罐試驗。1安全控制部分（1）每班由操作工檢查過卷是否動作正常。（2）每半月由專職電工檢查閘瓦過磨開關的靈敏度。（3）每月由操作工試驗過速保護裝置的靈敏程度。1鋼絲繩的維護（1）新繩掛繩后一周內(nèi)要每日檢查一次，以后每周檢查一次。當鋼絲繩一捻距內(nèi)斷絲達2%后，應每日檢查一次。每次檢查應做好記錄（包括斷絲數(shù)、繩徑、磨損或銹蝕等情況）。（2）使用過程中的鋼絲繩應定期剁繩頭。剁繩頭時間要根據(jù)使用年限，三年以內(nèi)者，3~6個月剁一次，二年以上者，6~10個月剁一次。使用后期可酌情縮短剁繩時間。（3）發(fā)生緊急制動或嚴重的過卷和卡罐（箕）等事故時，應立即停車詳細檢查記錄和處理。（4）若鋼絲繩為雙層或三層纏繞時，每層監(jiān)界段應隔兩個月串換一下位置，按裝過渡塊。（5）操作工每周涂鋼絲繩潤滑脂一次，每清洗一次，并重新涂油。（6）主要提升設備應有備用的鋼絲繩。備用的鋼絲繩要妥善保管，勿使其生銹。 提升機運行規(guī)定 罐籠升降人員和物料應遵守下列規(guī)定(1) 罐籠須裝設能打開的活頂蓋，罐籠底應鋪設堅固的無孔鋼板，罐底應裝有阻車器的連桿，底板須設檢查孔。罐籠側壁與罐道接觸部分，禁止使用帶孔鋼板，罐內(nèi)要裝設扶手 (2) 罐籠兩端出入口，罐道門應正常完好，罐口下部距罐底不能超過250mm，罐簾橫桿的側距，不能大于200mm，罐門不能向外開啟。(3) 罐籠載人數(shù)不應超過２５人／層。(4) 提升鋼絲繩應定期檢查和試驗，罐道必須每月檢查一次，無螺栓缺少和罐道松動現(xiàn)象。檢修、檢查井筒時，允許人員站在提升容器的頂蓋上工作，但必須有下列安全保護措施。（1）必須在保護傘下作業(yè)，必須佩戴安全帶，安全帶應牢固地綁在提升鋼絲繩上。（2）檢查井筒時。（3）容器上應設置專用信號。（4）地表及各中段井口須設人警戒，不準掉落任何物品。豎井提升系統(tǒng)的提升裝置應做以下工作：（1）主導輪制動裝置、調(diào)整裝置、傳動裝置、提升容器、導向輪、阻車器和鋼絲繩等，每班應檢查一次，每周應由車間設備負責人檢查一次，每月應由機動科、安全科的技術人員檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，并將檢查結果記入提升裝置記錄本。（2）井口和井下各中段井口車場都必須設置信號裝置，應有專職信號工。（3）乘罐人應在距井口5米外侯罐，必須嚴格遵守乘罐制度，聽從信號工指揮。卷揚司機未聽清信號用途時，不得開車。（4）豎井提長系統(tǒng)，須設有能從各中段發(fā)給井口總信號工轉達卷揚機司機的信號的信號裝置，井口信號與卷揚機的啟動要用閉鎖裝置，還要有輔助信號裝置。（5）對提升鋼絲繩除每天進行檢查外,應每月進行一次全面檢查,檢查結果應記入檢查記錄.提升裝置的機電控制系統(tǒng)應有下列符合要求的保護與電氣閉鎖。（1）限速保護裝置。控制提升容器接近、。（2）主傳動電動機的短路及斷電保護裝置必須靈敏，保證安全制動及時動作。（3）過卷裝置，提升設備自動停止運轉，同時實現(xiàn)安全制動.（4）過速保護裝置，當提升速度超過規(guī)定速度的15%時，提升機自動停止運轉，實現(xiàn)安全制動。（5）過負荷及無電壓保護裝置，當提升機超負荷或供電中斷時，使提升機自動停止運轉。（6）閘瓦磨損保護裝置，閘瓦磨損超過允許值時，信號顯示和安全制動。（7）勵磁檢測裝置必須安全可靠,失磁時應馬上報警并實現(xiàn)安全制動。（8）盤閘制動系統(tǒng)制動油壓過高或制動油泵電機斷電時，應安全制動。（9）當提升容器達到兩端減速點時，應使提升機自動減速發(fā)生減速信號。（10）提升機與信號系統(tǒng)之間的閉鎖裝置，司機未接到工作執(zhí)行信號不能開車，同時應設有解除這項閉鎖的裝置，該裝置未經(jīng)許可司機不得擅自動用。（11）高壓電氣部分,應與控制部分之間有聯(lián)鎖。（12）在一級制動范圍內(nèi),安全制動時,提升機能夠立即抱閘,實現(xiàn)一級制動。（13）直流控制電源的失壓保護應靈敏。（14）在制動狀態(tài)下，主電機的過流保護應可靠。（15）、主電機的通風或主電機溫升的聯(lián)鎖應可靠。（16）直流調(diào)速裝系統(tǒng)與PLC自動控制系統(tǒng)ＰＬＣ裝置之間聯(lián)鎖應良好。（17）盤式制動器的閘瓦與制動盤的接觸面積必須大于60%，應經(jīng)常檢查調(diào)整閘瓦制動盤的間隙，并保持在1mm左右，不得大于2mm。（18）盤式制動器的油缸不得漏油，制動盤上嚴禁有油垢，每班至少檢查一次，一經(jīng)發(fā)生漏油，必須及時處理。（19）在交接班人員上下井時間內(nèi)，必須由正司機開車，副司機在場監(jiān)護。（20）每班升降人員之前，先開一次空車，檢查提升機的運行情況，并把記錄結果記入交接班記錄內(nèi)，連接運轉時，可不受此限。（21）發(fā)生故障時，司機應立即向主管部門報告，并應記錄停車時間，故障原因，修復時間和所采取的措施。主要提升裝置，每年要由礦機電部門組織進行一次檢查和試驗檢查，試驗項目如下：⑴安全保護裝置，天輪的垂直和水平度，電氣傳動裝置和控制系統(tǒng)，各種保護，調(diào)整自動記錄裝置（儀表）及深度指示器的動作狀況和準確、精度，工作制動和安全制動的工作性能。⑵防過卷裝置、罐道等設施。（3）、檢查結果應寫書面報告，對檢查出的問