1 号副井提升机制动油压力监测保护功能的改造

发布时间：

2023-05-09

来源：

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获各琦铜矿1号副井采用多绳摩擦式提升机，双层单罐笼配置平衡锤，提升高度为525 m，设有8个中段，粉矿回收中段在井下1 453 m处。提升机担负着人员升降、废石提升、采矿设备和材料下放任务。电气设备由高压供配电、低压供配电、全数字交流变频调速装置、PLC控制系统和信号系统组成。其运行速度由变频器的工作频率控制，电流环通过正负反馈的方式将输出电流接入，以形成速度环、电流环双闭环并反馈给控制系统，实现变频器正反换向运行。

1存在问题

1号副井提升机2005年投入使用，其液压站未安装制动油压力监测保护装置和报警装置，仅在油路出口位置安装了1个机械式指针油压表，压力信号无法实时传输到PLC控制系统。因缺少相应的油压保护程序和报警功能，且无法与PLC控制系统形成实时闭锁保护回路，无法对液压站制动油压、制动油残压等进行实时监测保护，也无法对制动油压力监测保护装置和报警装置进行日常检查，无法达到规程中“动作灵敏可靠”的要求，即该系统不符合现行的《金属非金属矿山提升系统日常检查和定期检测检验管理规范》第5.5.4条规定，无法对制动油压力监测保护装置和报警装置进行日常检查，达不到动作灵敏可靠的要求。基于以上2点，笔者建议安装1套制动油压力监测保护装置，并开发相应的配套程序。

制动油压力监测保护装置是为了确保系统可靠运行而设置的安全保护装置。当提升机启动、减速到达目标中段时，制动装置可以控制速度；当提升机出现突发状况时，制动装置可以进行紧急制动。

2制动油压力监测保护装置技术改造

正常情况下，制动油压力是不会超压的，溢流阀能起到安全保护作用。当制动油中存在杂质或异物堵塞溢流阀时，溢流阀无法正常泄压，导致制动油超压。

制动油超压的危害：小则造成油泵发热、制动闸漏油；大则造成油泵端盖崩裂损坏、油管爆裂、紧急抱闸停车等安全隐患。因此，增加制动油压力监测保护装置，实现PLC控制系统实时监测制动油压。一旦超过设定压力值，PLC程序立即停止速度输出，并采取相应的制动措施，实现超压保护条件下的平稳停车，避免高速状态下的一级制动、贴闸运行等重大安全隐患。

针对1号副井提升机电控保护系统存在的安全隐患，获各琦铜矿机械技术人员在原有液压站基础上设计了制动油压力监测保护装置的硬件接口。电气技术人员在原有原理图基础上设计了相应的电气原理图，在操作台触摸屏组态软件上增加了制动油压力监测保护报警画面和实时曲线记录，方便提升机操作员观察压力参数，记录制动油压力监测保护装置和报警装置的日常检查情况。当制动油压力出现故障时，有助于电气工程师快速排查液压站运行情况。

3制动油压力监测保护装置程序解决方案

依据矿井提升机电控与《金属非金属矿山提升系统日常检查和定期检测检验管理规范》相关条款，结合新设计的制动油压力监测保护装置电气图，笔者编写了制动油压力监测保护装置PLC控制程序段，如图1所示。当制动油压力在正常范围内时，提升机控制系统正常工作。程序中制动油压传感器的数字输入信号X046的状态为0，时间继电器T54的信号状态也为0，中间继电器M108不动作；在外部安全回路继电器X027输入状态为1的条件下，制动油压过压输出线圈Y023信号状态为1，电控系统硬件安全回路继电器得电闭合，液压泵启动。液压泵启动后电磁阀吸合，提升机收到开车信号后，提升机操作员操纵制动手柄、主令手柄离开零位，变频器使能输出、工作闸输出，提升机正常升降运行。

同理，当制动油压力超压时，程序中X046、T54、M108的信号状态为1，制动油过压输出线圈Y023信号状态为0，电控系统外部安全回路断开，液压泵立即停止运行。制动油压在PLC的控制下抱闸停车，同时操作台触摸屏画面记录超压保护时的油压曲线和报警记录，实时记录制动油压力监测保护装置和报警装置的情况，体现了规程中灵敏可靠的要求。

4制动油压压力监测保护装置技术改造施工及试运行

在此次技术升级改造中，机械技术员给液压站出油管路安装了制动油压力监测保护装置接口和仪表；电气技术人员敷设了制动油压力监测保护装置至主控柜PLC的控制电缆，并在PLC程序中编写了提升机制动油压力监测保护装置的程序。

施工完成后进行调试。在提升机正常运行的情况下，技术人员先将液压站制动油压力监测仪表的值调整到正常运行值的50%，然后给出开车信号，提升机操作员收到信号后，推动手闸和主令，敞闸运行。随着手闸持续敞闸，制动油压力高于设定值，提升机电控输出制动油压力故障信号，安全回路断电，提升机因故障停机。处理完故障后，在操作台按下系统复位键，安全回路重新上电，井口信号总台再次给出开车信号。当制动油压力高于制动油压力监测仪表的设定值时，安全回路断电，提升机因故障停机。

从试运行情况来看，技术升级改造后的系统逻辑正确，保护功能灵敏可靠，性能稳定。提升机通过反复数次慢速、半速、全速升降试运行，各方面性能均能满足相关规程要求，能够提高提升机运行的安全性，有效避免提升机制动油超压事故的发生，能实时记录制动油压力监测保护装置情况。验收合格，可以投入正常生产运行。

5结语

技术改造后，提升机运行良好，制动油压力监测保护装置正常有效；操作台组态画面清晰醒目，制动闸控制系统能够获得优良的线性度，并能平稳施闸；提升机的制动油压曲线和速度曲线平滑清晰，升降人员更安全，安全生产得到了保障，有效解决了1号副井提升机控制系统安全保护装置存在的安全隐患，满足了新规范要求，并节约新购设备改造的投入成本。相关技术人员按规范进行制动油压力监测，确保装置正常有效。

引文格式：

[1]董礼礼，李宾，梁福平，等.1号副井提升机制动油压力监测保护功能的改造.[J].矿山机械,2023,51(4):63-64.