【正文】 合礦井實(shí)際情況，選取提升機(jī)運(yùn)行速度參數(shù)如下：提升機(jī)額定運(yùn)行速度v1=,爬行速度v4=2m/s, a1= m/,ρ1= m/則在啟動(dòng)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(shí)際S形速度給定曲線（見圖4—4），其可以通過PLC編程控制實(shí)現(xiàn),圖中加速和減速段的時(shí)間均在變頻器上設(shè)置。圖4—4礦井提升機(jī)工作時(shí)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(gè)聯(lián)絡(luò)信號給井口提升機(jī)操作工人，操作工人在回復(fù)一個(gè)信號到井底，然后開機(jī)提升。重車從井底開始上行，重車起動(dòng)后，開始持續(xù)加速達(dá)到變頻器的設(shè)定頻率f2，在此期間提升機(jī)的速度逐漸加快。（2）第二階段t3～t′：勻速運(yùn)行階段。上升時(shí),電動(dòng)機(jī)保持電動(dòng)狀態(tài),重車提升機(jī)以額定運(yùn)行速度穩(wěn)定運(yùn)行。下放時(shí),由測速發(fā)電機(jī)反映轉(zhuǎn)子下放速度,當(dāng)速度高于v1時(shí),增大勵(lì)磁電流,提高制動(dòng)力矩,使箕斗在斜坡上勻速運(yùn)行。一般，這段過程最長。（3）第三階段t′～t3′：重車快到井口時(shí)減速階段，重車減速到低速，進(jìn)入爬行階段。如減速時(shí)間設(shè)置較短時(shí)，變頻器制動(dòng)單元和制動(dòng)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(dá)停車位置時(shí)，變頻器立即停車，重車減速到零，制動(dòng)系統(tǒng)閘制動(dòng)。操作工人發(fā)一個(gè)聯(lián)絡(luò)信號到井下，整個(gè)提升過程結(jié)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(jì)算公式如前。這樣既能避免計(jì)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(shí)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(shí)現(xiàn)。（II）提升機(jī)給定力根據(jù)動(dòng)力學(xué)方程式：式中：Te—電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩；T1—單軸傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩；J—單軸傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ω—單軸傳動(dòng)系統(tǒng)的角速度；—飛輪慣量（飛輪轉(zhuǎn)矩）； 圖4—5提升系統(tǒng)給定力圖圖4—5中(a),(b),(c)為提升機(jī)的給定力圖。其中(a)為靜負(fù)載力矩比較大的情況，(b)為靜負(fù)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(dòng)機(jī)的拖動(dòng)力矩不同，且在一個(gè)提升循環(huán)中，在不同階段電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)力矩的極性也在變化，礦井提升機(jī)要求電力拖動(dòng)系統(tǒng)能滿足四象限運(yùn)行的條件。主程序流程圖如圖4—6所示，其中包括兩個(gè)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(dāng)PLC接收到來自傳感器、接近開關(guān)或變頻器故障等外部控制信號時(shí)，PLC控制程序轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序處，完成超速保護(hù)、過卷、過載、松繩等保護(hù)及提升機(jī)位置、速度監(jiān)控、變頻器故障監(jiān)控等。當(dāng)有故障出現(xiàn)時(shí)可轉(zhuǎn)到相應(yīng)的故障處理模塊進(jìn)行進(jìn)行故障處理，并通過報(bào)警回路報(bào)警或安全回路實(shí)現(xiàn)抱閘停車保護(hù)。（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(jī)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，做出相應(yīng)處理。同時(shí)判斷并記錄首發(fā)故障，便于現(xiàn)場工作人員進(jìn)行維護(hù)，快速地查找和排除故障。對于輕故障，如果當(dāng)前提升機(jī)處于停車狀態(tài)，則不允許開車，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號；如果當(dāng)前提升機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，則允許提升機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)完成本次提升循環(huán)后，再發(fā)出報(bào)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(dāng)前提升機(jī)處于停車狀態(tài)，則不允許開車；如果當(dāng)前提升機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，則依靠傳動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣制動(dòng)，使提升機(jī)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(guān)跳閘或高壓開關(guān)跳閘。如果當(dāng)前提升機(jī)處于停車狀態(tài)，則不允許開車并跳閘；如果當(dāng)前提升機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，而且故障點(diǎn)位于減速點(diǎn)之前，則首先選擇跳閘，再對提升機(jī)實(shí)施恒減速制動(dòng)；如果故障點(diǎn)位于減速點(diǎn)之后，則電氣跳閘后施以二級制動(dòng)；如果故障點(diǎn)位于減速點(diǎn)之后且靠近井口，已經(jīng)來不及進(jìn)行二級制動(dòng)，則系統(tǒng)立即實(shí)施緊急制動(dòng)。本章詳細(xì)介紹了礦井提升機(jī)理想S形速度曲線的建模及實(shí)現(xiàn)。礦井提升機(jī)速度給定曲線的優(yōu)劣對其性能的好壞有著重要影響，應(yīng)用上述理想S形速度速度給定對提升機(jī)實(shí)現(xiàn)按行程控制，可極大地改善礦井提升機(jī)運(yùn)行特性，延長其使用壽命。礦井提升負(fù)載屬于典型恒轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)復(fù)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(shí)現(xiàn)的。本章中軟件設(shè)計(jì)部分是提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的核心，前述控制思想的實(shí)現(xiàn)，包括提升機(jī)S形速度給定，按行程對提升機(jī)進(jìn)行及過卷、松繩、超速等保護(hù)，都集中在PLC軟件控制部分，文中設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)控制流程圖。礦井提升是一個(gè)對安全性、可靠性要求極高的環(huán)境，其電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及到方方面面的問題，只有進(jìn)行妥善處理，生命財(cái)產(chǎn)安全才能得到更大的保障。第6章 礦井提升機(jī)操作、維護(hù)與檢修 操作規(guī)程（一）許可運(yùn)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(dòng)電動(dòng)機(jī)的短路及斷電保護(hù)裝置、過卷裝置、過速保護(hù)裝置、過負(fù)荷及無電壓保護(hù)裝置、閘瓦磨損保護(hù)裝置、勵(lì)磁檢測裝置必須靈敏、可靠。 司機(jī)操作臺各控制按鈕靈敏、可靠，各電流表、電壓表并準(zhǔn)確指示準(zhǔn)確、可靠。 液壓站油量充足，電磁閥、溢流閥等動(dòng)作可靠，壓力表靈敏、準(zhǔn)確，卸壓閥動(dòng)作可靠，盤型閘起閉靈活。 主機(jī)部分、導(dǎo)向輪部分螺栓無松動(dòng)、無缺少，繩槽無過度磨損。 鋼絲繩無超標(biāo)現(xiàn)象。 提升機(jī)緊急情況下，安全制動(dòng)動(dòng)作靈敏、可靠。（二） 開車前的檢查、操作注意事項(xiàng)開車前檢查： 開車前的檢查：對機(jī)體各部位、導(dǎo)向輪部位、液壓站、操縱機(jī)構(gòu)、制動(dòng)管路系統(tǒng)、深度發(fā)送裝置等進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理，并記入運(yùn)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(guān)撥到手動(dòng)方式。（3） 司機(jī)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(shí)操作制動(dòng)桿，開動(dòng)提升機(jī)。 注意事項(xiàng)：（1） 司機(jī)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(jìn)行停車。（2） 司機(jī)要注意觀察（聽?。┬盘枺盘柌幻鞔_情況下，禁止開車。 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的檢查及維護(hù)內(nèi)容 巡回檢查路線：操作臺→計(jì)算機(jī)→監(jiān)控設(shè)備→主電機(jī)→滾筒及制動(dòng)器→液壓站→冷卻風(fēng)機(jī)→低壓開關(guān)柜→直流快開及電抗器、整流變壓器→動(dòng)力勵(lì)磁變壓器→高壓開關(guān)柜→操作臺。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（1）各軸承的潤滑油量是否充足，油質(zhì)是否清潔；軸承是否有異常聲音；減速機(jī)運(yùn)行是否有異常振動(dòng)聲音。（2）各部位螺絲是否松動(dòng)或缺少。（3）各部位的鍵是否松動(dòng)。 制動(dòng)機(jī)構(gòu)（1）檢查抱閘各拉桿螺絲是否松動(dòng)或缺少，盤形閘動(dòng)作時(shí)是否靈 活可靠。（2）檢查制動(dòng)盤與閘瓦的磨損間隙是否過大，~。（3）檢查測速發(fā)電機(jī)是否傳動(dòng)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(guān)是否靈活可靠。（5）制動(dòng)盤是否有油污，應(yīng)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(dá)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(dòng)。（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(hù)裝置是否靈活，可靠。導(dǎo)向輪部分（1） 導(dǎo)向輪繩槽是否過度磨損或缺少。（2） 導(dǎo)向輪運(yùn)轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，有無異常振動(dòng)或噪音。（3） 各部螺栓是否松動(dòng)或缺少。（4） 導(dǎo)向輪軸承是否潤滑良好。電氣部分（1）檢查電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)和起動(dòng)電阻等處接線固定螺絲是否松動(dòng)。（4）檢查信號系統(tǒng)是否良好。 提升電機(jī)（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(zhuǎn)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(dòng)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(diǎn)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(jī)構(gòu)組織一次墜罐試驗(yàn)。1安全控制部分（1）每班由操作工檢查過卷是否動(dòng)作正常。（2）每半月由專職電工檢查閘瓦過磨開關(guān)的靈敏度。（3）每月由操作工試驗(yàn)過速保護(hù)裝置的靈敏程度。1鋼絲繩的維護(hù)（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(dāng)鋼絲繩一捻距內(nèi)斷絲達(dá)2%后，應(yīng)每日檢查一次。每次檢查應(yīng)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(yīng)定期剁繩頭。剁繩頭時(shí)間要根據(jù)使用年限，三年以內(nèi)者，3~6個(gè)月剁一次，二年以上者，6~10個(gè)月剁一次。使用后期可酌情縮短剁繩時(shí)間。（3）發(fā)生緊急制動(dòng)或嚴(yán)重的過卷和卡罐（箕）等事故時(shí)，應(yīng)立即停車詳細(xì)檢查記錄和處理。（4）若鋼絲繩為雙層或三層纏繞時(shí)，每層監(jiān)界段應(yīng)隔兩個(gè)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(shè)備應(yīng)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(jī)運(yùn)行規(guī)定 罐籠升降人員和物料應(yīng)遵守下列規(guī)定(1) 罐籠須裝設(shè)能打開的活頂蓋，罐籠底應(yīng)鋪設(shè)堅(jiān)固的無孔鋼板，罐底應(yīng)裝有阻車器的連桿，底板須設(shè)檢查孔。罐籠側(cè)壁與罐道接觸部分，禁止使用帶孔鋼板，罐內(nèi)要裝設(shè)扶手 (2) 罐籠兩端出入口，罐道門應(yīng)正常完好，罐口下部距罐底不能超過250mm，罐簾橫桿的側(cè)距，不能大于200mm，罐門不能向外開啟。(3) 罐籠載人數(shù)不應(yīng)超過２５人／層。(4) 提升鋼絲繩應(yīng)定期檢查和試驗(yàn)，罐道必須每月檢查一次，無螺栓缺少和罐道松動(dòng)現(xiàn)象。檢修、檢查井筒時(shí)，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(hù)措施。（1）必須在保護(hù)傘下作業(yè)，必須佩戴安全帶，安全帶應(yīng)牢固地綁在提升鋼絲繩上。（2）檢查井筒時(shí)。（3）容器上應(yīng)設(shè)置專用信號。（4）地表及各中段井口須設(shè)人警戒，不準(zhǔn)掉落任何物品。豎井提升系統(tǒng)的提升裝置應(yīng)做以下工作：（1）主導(dǎo)輪制動(dòng)裝置、調(diào)整裝置、傳動(dòng)裝置、提升容器、導(dǎo)向輪、阻車器和鋼絲繩等，每班應(yīng)檢查一次，每周應(yīng)由車間設(shè)備負(fù)責(zé)人檢查一次，每月應(yīng)由機(jī)動(dòng)科、安全科的技術(shù)人員檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，并將檢查結(jié)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(shè)置信號裝置，應(yīng)有專職信號工。（3）乘罐人應(yīng)在距井口5米外侯罐，必須嚴(yán)格遵守乘罐制度，聽從信號工指揮。卷揚(yáng)司機(jī)未聽清信號用途時(shí)，不得開車。（4）豎井提長系統(tǒng)，須設(shè)有能從各中段發(fā)給井口總信號工轉(zhuǎn)達(dá)卷揚(yáng)機(jī)司機(jī)的信號的信號裝置，井口信號與卷揚(yáng)機(jī)的啟動(dòng)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(jìn)行檢查外,應(yīng)每月進(jìn)行一次全面檢查,檢查結(jié)果應(yīng)記入檢查記錄.提升裝置的機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)有下列符合要求的保護(hù)與電氣閉鎖。（1）限速保護(hù)裝置。控制提升容器接近、。（2）主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的短路及斷電保護(hù)裝置必須靈敏，保證安全制動(dòng)及時(shí)動(dòng)作。（3）過卷裝置，提升設(shè)備自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng).（4）過速保護(hù)裝置，當(dāng)提升速度超過規(guī)定速度的15%時(shí)，提升機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。（5）過負(fù)荷及無電壓保護(hù)裝置，當(dāng)提升機(jī)超負(fù)荷或供電中斷時(shí)，使提升機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（6）閘瓦磨損保護(hù)裝置，閘瓦磨損超過允許值時(shí)，信號顯示和安全制動(dòng)。（7）勵(lì)磁檢測裝置必須安全可靠,失磁時(shí)應(yīng)馬上報(bào)警并實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。（8）盤閘制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)油壓過高或制動(dòng)油泵電機(jī)斷電時(shí)，應(yīng)安全制動(dòng)。（9）當(dāng)提升容器達(dá)到兩端減速點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使提升機(jī)自動(dòng)減速發(fā)生減速信號。（10）提升機(jī)與信號系統(tǒng)之間的閉鎖裝置，司機(jī)未接到工作執(zhí)行信號不能開車，同時(shí)應(yīng)設(shè)有解除這項(xiàng)閉鎖的裝置，該裝置未經(jīng)許可司機(jī)不得擅自動(dòng)用。（11）高壓電氣部分,應(yīng)與控制部分之間有聯(lián)鎖。（12）在一級制動(dòng)范圍內(nèi),安全制動(dòng)時(shí),提升機(jī)能夠立即抱閘,實(shí)現(xiàn)一級制動(dòng)。（13）直流控制電源的失壓保護(hù)應(yīng)靈敏。（14）在制動(dòng)狀態(tài)下，主電機(jī)的過流保護(hù)應(yīng)可靠。（15）、主電機(jī)的通風(fēng)或主電機(jī)溫升的聯(lián)鎖應(yīng)可靠。（16）直流調(diào)速裝系統(tǒng)與PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)ＰＬＣ裝置之間聯(lián)鎖應(yīng)良好。（17）盤式制動(dòng)器的閘瓦與制動(dòng)盤的接觸面積必須大于60%，應(yīng)經(jīng)常檢查調(diào)整閘瓦制動(dòng)盤的間隙，并保持在1mm左右，不得大于2mm。（18）盤式制動(dòng)器的油缸不得漏油，制動(dòng)盤上嚴(yán)禁有油垢，每班至少檢查一次，一經(jīng)發(fā)生漏油，必須及時(shí)處理。（19）在交接班人員上下井時(shí)間內(nèi)，必須由正司機(jī)開車，副司機(jī)在場監(jiān)護(hù)。（20）每班升降人員之前，先開一次空車，檢查提升機(jī)的運(yùn)行情況，并把記錄結(jié)果記入交接班記錄內(nèi)，連接運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可不受此限。（21）發(fā)生故障時(shí)，司機(jī)應(yīng)立即向主管部門報(bào)告，并應(yīng)記錄停車時(shí)間，故障原因，修復(fù)時(shí)間和所采取的措施。主要提升裝置，每年要由礦機(jī)電部門組織進(jìn)行一次檢查和試驗(yàn)檢查，試驗(yàn)項(xiàng)目如下：⑴安全保護(hù)裝置，天輪的垂直和水平度，電氣傳動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)，各種保護(hù)，調(diào)整自動(dòng)記錄裝置（儀表）及深度指示器的動(dòng)作狀況和準(zhǔn)確、精度，工作制動(dòng)和安全制動(dòng)的工作性能。⑵防過卷裝置、罐道等設(shè)施。（3）、檢查結(jié)果應(yīng)寫書面報(bào)告，對檢查出的問