提升機(jī)應(yīng)急提升系統(tǒng)

  一、提升機(jī)應(yīng)急提升系統(tǒng)概述

  
  1、提升機(jī)應(yīng)急提升系統(tǒng)用途
  
  提升機(jī)因機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備、液壓設(shè)備、電源等故障導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，且在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法及時(shí)解決問(wèn)題，造成生產(chǎn)停滯，尤其是在運(yùn)送人員或其它重要物資的過(guò)程中出現(xiàn)此類(lèi)故障，人員就會(huì)被長(zhǎng)時(shí)間困在罐籠內(nèi)，造成心理上的恐慌。為了緩解此類(lèi)事故造成的不良影響，特開(kāi)發(fā)出提升機(jī)應(yīng)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)獨(dú)立。液壓站配置有進(jìn)口比例閥，可實(shí)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(shí)現(xiàn)速度和油壓的閉環(huán)控制。當(dāng)制動(dòng)閘緩慢開(kāi)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(huì)被長(zhǎng)時(shí)間的困在罐籠內(nèi)。
  
  2、 環(huán)境條件要求
  
  海拔高度不超過(guò)1000米；  
  環(huán)境溫度應(yīng)在-5℃～+40℃內(nèi)，而且在24h內(nèi)的平均溫度應(yīng)不超過(guò)+35℃；  
  環(huán)境相對(duì)濕度在溫度為+40℃時(shí)不超過(guò)50%。在較低溫度時(shí)，允許有較高的相對(duì)濕度，對(duì)由于溫度變化偶爾產(chǎn)生的凝露應(yīng)采取特殊的措施； 
  不得使用在有爆炸性氣體、或強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中；  
  空氣中不得含有過(guò)量的塵埃、酸和鹽，也不得含有過(guò)量的腐蝕及破壞絕緣的介質(zhì)；  
  應(yīng)安裝在沒(méi)有水和其他液體浸淋的場(chǎng)所；  
  應(yīng)安裝在室內(nèi)堅(jiān)固的基座上，無(wú)劇烈振動(dòng)和機(jī)械沖擊；  
  垂直安裝的傾斜度不得超過(guò)5°； 
  污染等級(jí)為2 級(jí)。
  
  3、電源條件要求
  
  電控設(shè)備的交流供電電源質(zhì)量應(yīng)符合GB/T 3797-2005中4.2.5的規(guī)定；  
  供電電壓波動(dòng)范圍±10%；
  
  4、系統(tǒng)組成
  
  系統(tǒng)主要由電控操作臺(tái)和液壓站兩部分組成，如下表所示：

  

  二、提升機(jī)應(yīng)急提升系統(tǒng)電控部分說(shuō)明

  
  1、可編程控制器簡(jiǎn)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(mǎn)足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)。它采用了簡(jiǎn)單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面的網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活。在本系統(tǒng)中我們主要使用了以下幾種類(lèi)型的模板。
  
  (1)CPU模板：可編程序控制器的處理單元，通過(guò)其本身具備的接口，既可以實(shí)現(xiàn)多CPU之間的網(wǎng)絡(luò)連接，也可實(shí)現(xiàn)與觸摸屏、上位工控機(jī)的通訊等功能。
  
  (2)數(shù)字量輸入模板：將外部開(kāi)關(guān)量的動(dòng)作信號(hào)轉(zhuǎn)化為CPU 能夠處理的電平信號(hào)，對(duì)各開(kāi)關(guān)量信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，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(hào)變換為控制對(duì)象所需的工作電平，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。
  
  (4)模擬量輸入模板：將來(lái)自過(guò)程的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC可以處理的數(shù)字量信號(hào)，供CPU在執(zhí)行程序時(shí)調(diào)用。模擬量信號(hào)可以是電壓信號(hào)、電流信號(hào)或測(cè)溫元件PT100信號(hào)等。
  
  (5)模擬量輸出模板：將CPU處理過(guò)的數(shù)字量信號(hào)變換為過(guò)程所需的電壓、電流等模擬量信號(hào)。
  
  2、設(shè)備特點(diǎn)
  
  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(jiǎn)單，控制精度更高，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定且可靠的運(yùn)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(mǎn)足系統(tǒng)正常運(yùn)行30分鐘左右。此續(xù)航時(shí)間可根據(jù)用戶(hù)的需要定制；  
  使用高精度溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)閘盤(pán)溫度，當(dāng)溫度高于設(shè)定的保護(hù)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)抱閘，停止運(yùn)行，防止閘盤(pán)過(guò)熱導(dǎo)致閘盤(pán)變形和制動(dòng)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(hào)，實(shí)時(shí)讀取工作壓力的大小，實(shí)現(xiàn)壓力和速度的閉環(huán)控制；  
  用PLC的數(shù)字量模塊檢測(cè)液壓站的輕故障信號(hào)，如液位的高低等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障，并通過(guò)觸摸屏顯示出來(lái)；  
  系統(tǒng)配有急停按鈕，可在必要時(shí)按下急停按鈕對(duì)提升機(jī)進(jìn)行緊急制動(dòng)，同時(shí)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(hù)更；  
  PLC內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)安全保護(hù)，如超速保護(hù)、閘盤(pán)過(guò)溫保護(hù)、制動(dòng)油壓過(guò)壓保護(hù)、急停保護(hù)、液壓站液位保護(hù)等；  
  控制臺(tái)上配置中國(guó)臺(tái)灣威綸觸摸屏，實(shí)時(shí)顯示提升機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和各項(xiàng)控制參數(shù)，讓操作人員操作時(shí)更得心應(yīng)手；  
  系統(tǒng)速度不超過(guò)1.0m/s，具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式，手動(dòng)方式下速度調(diào)節(jié)范圍為0m/s-1.0m/s，自動(dòng)方式下速度預(yù)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(dòng)和手動(dòng)。
  
  手動(dòng)方式下的操作步驟：
  
  ① 關(guān)閉主油管上的截止閥，打開(kāi)備用液壓站油管上的截止閥；  
  ② 轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙旋鈕選擇手動(dòng)工作方式；  
  ③ 按下啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)液壓站油泵，并轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)閘控制鑰匙旋鈕到允許開(kāi)閘位，接通閘給定回路；  
  ④ 旋轉(zhuǎn)閘給定電位計(jì)控制壓力緩慢上升，直至提升機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)手動(dòng)控制壓力的大小來(lái)調(diào)節(jié)提升機(jī)的運(yùn)行速度；  
  ⑤ 罐籠到位后按下停車(chē)按鈕或直接將電位計(jì)旋轉(zhuǎn)到零位將提升機(jī)停止；  
  ⑥ 將開(kāi)閘控制旋鈕轉(zhuǎn)到禁止開(kāi)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(fù)原位；
  
  至此，一次手動(dòng)方式的應(yīng)急提升過(guò)程結(jié)束。
  
  自動(dòng)方式下的操作步驟：
  
  ① 關(guān)閉主油管上的截止閥，打開(kāi)備用液壓站油管上的截止閥；  
  ② 轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙旋鈕選擇自動(dòng)工作方式；  
  ③ 按下啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)液壓站油泵，并轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)閘控制鑰匙旋鈕到允許開(kāi)閘位，接通閘給定回路；  
  ④ PLC程序自動(dòng)給出閘給定信號(hào)，閘給定信號(hào)緩慢上升，油壓緩慢上升，直至提升機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，之后程序根據(jù)預(yù)設(shè)的速度值自動(dòng)控制壓力上升或下降，以使運(yùn)行速度與預(yù)設(shè)速度相一致；  
  ⑤ 罐籠到位后按下停車(chē)按鈕將提升機(jī)停止；  
  ⑥ 將開(kāi)閘控制旋鈕轉(zhuǎn)到禁止開(kāi)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(fù)原位；
  
  至此，一次自動(dòng)方式的應(yīng)急提升過(guò)程結(jié)束。
  4、安全保護(hù)說(shuō)明
  
  安全保護(hù)的分類(lèi)：安全保護(hù)分為二類(lèi)：一類(lèi)，嚴(yán)重故障，出現(xiàn)此類(lèi)故障后立即斷開(kāi)安全回路實(shí)施安全制動(dòng)，同時(shí)報(bào)警蜂鳴器響；二類(lèi)，為輕故障，如果在提升機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)此類(lèi)故障，報(bào)警蜂鳴器響，允許本次運(yùn)行至結(jié)束，本次運(yùn)行結(jié)束后不維修好不能再次開(kāi)車(chē)；
  
  安全保護(hù)的描述
  
  1）嚴(yán)重故障
  
  超速故障：運(yùn)行速度-設(shè)定速度≥0.5m/s即報(bào)超速故障；  
  制動(dòng)油壓高故障：實(shí)際油壓值超過(guò)設(shè)定的保護(hù)值即報(bào)超速故障，設(shè)定值大小依據(jù)實(shí)際的工作壓力確定；  
  控制連鎖：可從主控系統(tǒng)取一個(gè)允許運(yùn)行的信號(hào)至本系統(tǒng)，無(wú)此信號(hào)側(cè)系統(tǒng)不允許運(yùn)行；  
  急停：急停按鈕被按下； 
  閘盤(pán)超溫故障：檢測(cè)到閘盤(pán)溫度達(dá)到設(shè)定的保護(hù)值，過(guò)溫故障保護(hù)值為70℃； 
  溜車(chē)故障：在未開(kāi)閘狀態(tài)下檢測(cè)到提升機(jī)有速度信號(hào)；
  
  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(pán)超溫報(bào)警：檢測(cè)到閘盤(pán)溫度達(dá)到設(shè)定的保護(hù)值，過(guò)溫報(bào)警保護(hù)值比過(guò)溫故障保護(hù)值低5℃；
  三、提升機(jī)應(yīng)急提升系統(tǒng)液壓部分說(shuō)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)獨(dú)立。
  
  1、 液壓站的技術(shù)參數(shù)
  
  額定工作油壓：≤14MPa  
  油泵總流量：2.2L/min  
  油箱容積：100L  
  油泵電機(jī)：0.75KW、1400r/min、AC220V  
  液壓油牌號(hào)：32＃抗磨液壓油  
  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(jī)、油泵及吸油過(guò)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(guò)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(jī)接線盒內(nèi)的要求接好線后，啟動(dòng)油泵電機(jī)，油泵輸出的油液通過(guò)高壓過(guò)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(hào)實(shí)現(xiàn)油壓的升高或降低，從而控制閘的制動(dòng)力矩以獲得可控的運(yùn)行速度。
  
  3、液壓站的調(diào)試
  
  （1）液壓站在出廠及現(xiàn)場(chǎng)使用前均應(yīng)進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試前應(yīng)清洗油箱，管路。油箱內(nèi)按量注入規(guī)定牌號(hào)的液壓油，將液壓站出口按需要接上負(fù)載。  
  （2）按電機(jī)接線盒內(nèi)的要求接線，注意電壓等級(jí)。  
  （3）液壓站應(yīng)在14MPa（工廠調(diào)試值）條件下進(jìn)行調(diào)試。
  
  將疊加溢流閥壓力調(diào)節(jié)螺釘背緊螺母松開(kāi)，壓力調(diào)節(jié)螺釘逆時(shí)針退回，啟動(dòng)電機(jī)，電磁閥全通電，此時(shí)壓力表只有殘壓，輸入DC6～7V可調(diào)閘信號(hào)，疊加溢流閥調(diào)節(jié)螺釘順時(shí)針慢慢旋進(jìn)，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(hào)，壓力隨之改變。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要工作壓力可通過(guò)可調(diào)閘信號(hào)給定。
  
  4、液壓站常見(jiàn)故障處理
  
  油泵啟動(dòng)后，油壓表無(wú)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(yùn)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(diǎn)換密封。  
  （4）油泵抽入空氣，檢查進(jìn)油管路，檢查油位。
  
  油泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常，出現(xiàn)噪音和振動(dòng)。
  
  （1）油泵吸入空氣，檢查油位，油泵進(jìn)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(guò)高，油溫太低，加熱油到100C以上。