主副井提升机电控系统.docx
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主副井提升机电控系统
主副井提升电控系统
技术方案
太原欧陆机电工程有限公司
二〇〇九年
目录
目录1
第1章工艺描述及基本数据.......................................................3
1.1方案依据.................................................................................................................................3
1.2主井提升机技术参数............................................................................................................3
1.3主井电控系统总体要求........................................................................................................4
1.4副井提升机技术参数............................................................................................................5
1.5副井电控系统总体要求........................................................................................................6
1.6提升机运行方式要求............................................................................................................7
1.7电控工作条件........................................................................................................................7
第2章技术规格书.....................................................................8
2.1电控系统总体方案................................................................................................................8
2.2主、副井供电及传动设备描述..........................................................................................10
2.3辅助电源柜..........................................................................................................................16
2.4PLC控制系统........................................................................................................................17
2.5操作台...................................................................................................................................19
2.6轴编码器与测速发电机......................................................................................................20
2.7上位监控系统......................................................................................................................21
2.8安全制动及保护..................................................................................................................21
2.9信号系统..............................................................................................................................24
第3章设备供货范围.................................................................26
第4章保证值及测试方法.........................................................29
第5章项目技术服务.................................................................30
5.1项目计划和管理..................................................................................................................30
5.2项目实施描述......................................................................................................................30
5.3提交的技术资料..................................................................................................................33
5.4交货进度、交货方式及运输包装......................................................................................34
5.5质量保证期..........................................................................................................................35
5.6服务承诺..............................................................................................................................35
第1章工艺描述及基本数据
1.1方案依据
本方案是根据《xx矿业公司井下开采工程塔式多绳摩擦提升机电控系统技术文件》进
行设计和编写。
1.2主井提升机技术参数
1.2.1主机基本参数
1.主机型号：
JKME-3.5*6塔式多绳摩擦提升机
2.摩擦轮直径：
3.5m
3.导向轮直径：
3.5m
4.钢丝绳间距：
300mm
5.钢丝绳直径：
32mm
6.钢丝绳根数：
6
7.最大静张力：
820kN
8.最大静张力差：
220kN
9.卸矿标高：
+154m
10.装矿标高：
-330m
11.提升高度485m
12.最大提升速度11m/s
13.提升加速度0.75m/s²
14.提升减速度0.75m/s²
15.衬垫摩擦系数：
≥0.25（无油、淋水状态下，进口K25衬垫）
16.衬垫比压许用值：
≥0.2MN/m²
17.容器形式：
单箕斗配平衡锤
18.箕斗：
14m3底卸式箕斗，有效载重28T，自重22.5T。
19.平衡锤：
36.5T多绳平衡锤。
20.电动机：
直流低速同步电动机，电压U=750V，功率2000KW，转速60r/min。
21.控制方式：
手动、半自动、自动。
22.爬行速度：
假定<0.5m/s
23.假定滚筒转动惯量TBDkgm²
24.假定天轮转动惯量TBDkgm²
25.假定电机转动惯量TBDkgm²
1.2.2主电动机基本参数
1.额定输出功率2000kW
2.额定转速60rpm
3.电枢额定电压750V
4.环境温度40ºC
5.冷却方式：
IC37（强迫通风，采用进口法兰联接）
6.标准IEC
7.防护等级：
电机IP23，轴承IP54
8.绝缘等级F
9.过载能力：
短时过载能力为2倍额定电流，历时60秒，切断电流为2.25倍额定电
流。
1.3主井电控系统总体要求
1）整个电控系统采用全数字直流电控系统，包括全数字直流调速系统、网络化操作系
统、监控系统。
全数字速度调节系统采用全数字直流调速装置，实现磁场恒定、电枢换向串联12脉动
顺序控制；
网络化操作系统采双PLC双线制控制，配网络化控制的操纵台；
监控系统采用工控机系统含大屏幕彩色显示器、彩色打印机；
2）提升系统的信号系统。
3）装、卸载点的控制及与提升系统的各项闭锁。
4）主井定量装载及控制系统。
5）主井提升系统中所有的感应开关。
1.4副井提升机技术参数
1.4.1主机基本参数
1.主机型号：
JKME-2.8*6（III）E多绳摩擦提升机
2.摩擦轮直径：
2.8m
3.导向轮直径：
2.5m
4.钢丝绳间距：
250mm
5.钢丝绳直径：
28mm
6.钢丝绳根数：
6
7.最大静张力：
490kN
8.最大静张力差：
137.2kN
9.提升高度375m
10.最大提升速度7.92m/s
11.提升加速度0.7m/s²
12.同时工作水平：
+135m（井口）、0m、-120m、-240m。
13.摩擦系数：
≥0.25（无油、淋水状态下，进口K25衬垫）
14.衬垫比压许用值：
≥1.96MN/m²
15.容器形式：
罐笼配平衡锤
16.电动机：
ZD性直流电动机，电压U=660V，功率800KW，转速54r/min。
17.爬行速度：
假定<0.5m/s
18.假定滚筒转动惯量TBDkgm²
19.假定天轮转动惯量TBDkgm²
20.假定电机转动惯量TBDkgm²
1.4.2主电动机基本参数
1.额定输出功率800kW
2.额定转速54rpm
3.电枢额定电压660V
4.环境温度40ºC
5.冷却方式：
6.绝缘等级F
7.过载能力短时过载能力为2倍额定电流，历时60秒，
1.5副井电控系统总体要求
1）整个电控系统采用全数字直流电控系统，包括全数字直流调速系统、网络化操作系
统、监控系统。
全数字速度调节系统采用全数字直流调速装置，实现磁场恒定、电枢换向串联12脉动
顺序控制；
网络化操作系统采双PLC双线制控制，配网络化控制的操纵台；
监控系统采用工控机系统含液晶彩色显示器、A4打印机；
2）提升系统的信号系统。
3）井口及各中段车场机械的控制及与提升系统的各项闭锁。
4）副井提升系统中所有的感应开关。
1.6提升机运行方式要求
1.自动运行（主井）：
提升机控制系统应能实现与装、卸载系统有连锁关系的整个提
升系统的全部自动化运行。
2.半自动运行：
司机在接到开车信号后，通过司机台上的按钮开车，系统具有完备的
开车联锁、自动选择去向、自动减速、自动精确停车等功能。
司机可选择不同开车
速度。
3.手动运行：
在井底装载位置和井口卸载位置之间以司机台上操纵杆给出的给定速度
运行，受操作方式和行程控制器的限制，实现自动减速，准确可靠停车到位。
手动
控制方式应带有方向闭锁。
司机可控制液压站的制动油压0~14MPa之间连续可调，
提升速度在0～10.05m/s范围内连续可调。
4.检修运行：
用于检查井筒与钢丝绳，检修运行时最大速度为0.5m/s，司机能够实
现0～0.5m/s速度的连续可调，或者通过按钮使提升机以0.5m/s速度运行。
在检
修运行期间，控制台上应有明显的灯光显示。
5.故障开车：
如果PLC、监控系统出现局部故障时，提升系统应能应急运行（速度限
制在2m/s以内，）完成本次作业，但在故障未排除之前无法再次启动提升机。
如果
电枢主回路出现局部故障时，能够切换至6脉动运行，实现全载半速运行。
6.其他运行方式：
报价方需要补充的运行方式。
1.7电控工作条件
环境条件：
海拔高度xxx米；最高温度：
xx℃；最低温度：
xx℃；
第2章技术规格书
2.1电控系统总体方案
2.1.1提升机电控系统构成
提升机电控系统可以简单的划分为：
控制系统（主控系统、监控系统）、调速控制系统
（调速系统、供电系统）、人机界面系统（上位机、操作台），提升机电控系统构成如图1
所示。
1.传动系统采用磁场恒定、电枢换向串联12脉动无级调速、PLC控制的高新技术，
增加了控制系统的可靠性和安全性。
2.提升机的工艺过程控制、安全保护、及安全制动由PLC进行控制。
制动器的紧闸、
松闸由闸控系统控制。
3.安全回路实现双线制，在故障情况下能通过闸控系统可靠制动。
4.设置三个光电编码器，安装于滚筒主轴和导向轮；信号进入PLC系统参与控制和行
程监控。
5.操作台上装有指示灯、仪表、选择开关、控制手柄、闸控手柄、按钮、声响设备等，
能实现提升机运行的各种控制工艺要求。
仪表主要显示：
深度、速度、电机的电流
和电压、制动油压、电源电压。
显示仪表的安装美观大方，便于观测。
6.电控系统采用双套PLC，一套作为主控PLC,一套作为监控PLC。
对提升机运行的
关键信号（如减速、过卷、限速等等）均采用双线多重保护。
配网络化控制的操纵
台；
7.监控系统采用高性能工控机；
8.操作系统、调速系统、监控系统之间通过工业以太网络进行系统通讯及信号交换，
并留有与信号系统进行联网的接口，具有远程监控功能。
该系统硬件配置整洁、功
能强大、技术先进、安全可靠、高效节能。
9.中压开关配电部分的最终方案在技术联络会确认，保证提升电控系统的完整性。
图1
图1提升机电控系统构成
主控系统主要是指完成提升机从加速、等速、减速、爬行到停车整个运行过程的开关
量逻辑控制及其必要的保护并与其他子系统交换信号共同完成对提升机整机有效控制的系统。
辅控系统是指各路供电电源、控制回路的接口以及辅机系统的控制等部分。
调速系统是指根据控制系统的指令，作为执行机构最终对提升机的主拖动电动机进行
起停、加速、减速、稳速运行控制的系统，采用磁场恒定、电枢换向串联12脉动无级调速
系统。
监控系统是指对电控系统关键部件，包括提升信号系统的工作情况、提升机运行过程
中关键参数、参量的曲线、以及司机操作的正确性进行监控和显示，并进行必要的记录以备
需要查阅之需的系统。
操作台是电控系统的人机界面，担负着对提升机进行集中控制、监视、参量信号显示
的重任。
2.2主、副井供电及传动设备描述
2.2.1主井供电及传动系统示意图
如图所示为2000KW主井提升机供电及传动系统示意图。
10KVA供电系统通过KYN-28A型高压进线柜，送入2台专用整流变压器。
两个6脉波
整流模块的进线通过断路器，分别接在三绕组变压器的两个二次侧绕组上。
变压器两个二次
侧绕组的相位相差30度，电压为380VAC。
整流模块选用DCS800-S02-5200-05，已经内置了熔断器。
此模块的持续工作电流为
5200A,可提供7366A，10秒的最大过载能力。
完全满足主井提升机的过载能力要求。
测速装置，采用直流测速机，转速信号同时送入2个直流模块。
当采用12脉（2个模
块串联工作方式）工作时，由主模块检测电机的实际转速。
紧急情况下（当只有一个模块能
够工作时），工作的直流模块也可检测到转速信号。
12脉动与6脉动方式的切换通过柜内连接母排手动操作完成，紧急情况下（当只有一
个模块能够工作时）可以在一半的最大转速下以最大转矩运行。
采用外置的励磁单元DCS800。
以对大限度的满足调速的要求。
两个整流模块间和励磁单元之间，采用DCSlink总线，通过SDCS-DSL-4板进行通讯。
当采用12脉（2个模块串联工作方式）工作时，由主模块对励磁模块进行通信控制；
紧急情况下（当只有一个模块能够工作时），可由工作模块对励磁模块进行通信控制。
主要器件选型如下：
1.高压进线柜
型号：
KYN-28A，
生产厂家：
国产
2.整流变压器（Dyn11变压器）
生产厂家：
国产
序号
名称
参数
单位
1
变压器型号
1500KVA/10./0.38
2
连接组别
Dyn11
3
变频器脉波数
6–pulse
4
高压绕组额定容量
1500
KVA
5
低压绕组额定容量
1500
KVA
6
一次额定电压
10500
V
6
二次额定电压
380
V
7
额定频率
50
Hz
8
变压器阻抗电压
6
%
9
变压器形式
干式
3.整流变压器（Dd0变压器）
生产厂家：
国产
序号名称参数
单
位
1变压器型号1500KVA/10./0.38
2连接组别Dd0
3变频器脉波数6–pulse
4高压绕组额定容量1500kVA
5低压绕组额定容量1500kVA
6一次额定电压10500V
6二次额定电压380V
7额定频率50Hz
8变压器阻抗电压6%
9变压器形式:
干式
4.低压进线断路器
型号：
E4S4000，
参数：
4000A。
生产厂家：
ABB
5.直流模块
型号：
DCS800-S02-5200-05
参数：
5200A,500V
生产厂家：
ABB
6.励磁模块
型号：
DCS800-S01-0315-04参数：
315A,400V
生产厂家：
ABB
7.直流快速开关
型号：
DS12系列AC220V欠压脱钩直流快开分断动作电流：
4800~12600A
额定电流：
6300A
全分断时间：
30ms
2.2.2副井供电及传动系统技术说明
如图所示为800KW主井提升机供电及传动系统示意图。
10KVA供电系统通过KYN-28A型高压进线柜，送入12脉专用三绕组整流变压器。
两个
6脉波整流模块的进线通过断路器，分别接在三绕组变压器的两个二次侧绕组上。
变压器两个二次侧绕组的相位相差30度，电压为330VAC。
整流模块选用DCS800-S02-2000-04，已经内置了熔断器。
此模块的持续工作电流为2000A,可提供2722A，10秒的最大过载能力。
完全满足副井提升机的过载能力要求。
测速装置，采用直流测速机，转速信号同时送入2个直流模块。
当采用12脉（2个模块串联工作方式）工作时，由主模块检测电机的实际转速。
紧急情况下（当只有一个模块能够工作时），工作的直流模块也可检测到转速信号。
12脉动与6脉动方式的切换通过柜内连接母排手动操作完成，紧急情况下（当只有一个模块能够工作时）可以在一半的最大转速下以最大转矩运行。
采用外置的励磁单元DCS800。
以对大限度的满足调速的要求。
两个整流模块间和励磁单元之间，采用DCSlink总线，通过SDCS-DSL-4板进行通讯。
当采用12脉（2个模块串联工作方式）工作时，由主模块对励磁模块进行通信控制；
紧急情况下（当只有一个模块能够工作时），可由工作模块对励磁模块进行通信控制。
主要器件选型如下：
1.1.高压进线柜
型号：
KYN-28A，
生产厂家：
国产
2.整流变压器（Dyn11变压器）
生产厂家：
国产
序号
名称
参数
单
位
1
变压器型号
600KVA/10/0.33
2
连接组别
Dyn11
3
变频器脉波数
6–pulse
4
高压绕组额定容量
600
kVA
5
低压绕组额定容量
600
kVA
6
一次额定电压
10000
V
6
二次额定电压
330
V
7
额定频率
50
Hz
8
变压器阻抗电压
6
%
9变压器形式:
干式
3.整流变压器（Dd0变压器）
生产厂家：
国产
序号
名称
参数
单
位
1
变压器型号
600KVA/10/0.33
2
连接组别
Dd0
3
变频器脉波数
6–pulse
4
高压绕组额定容量
600
kVA
5
低压绕组额定容量
600
kVA
6
一次额定电压
10000
V
6
二次额定电压
330
V
7
额定频率
50
Hz
8
变压器阻抗电压
6
%
9
变压器形式:
干式
4.低压进线断路器
型号：
E3N2500，参数：
2500A。
生产厂家：
ABB
5.直流模块
型号：
DCS800-S02-2000-04
参数：
2000A,400V
生产厂家：
ABB
6.励磁模块
型号：
DCS800-S02-0140-04参数：
140A,400V
生产厂家：
ABB
7.直流快速开关
型号：
DS12系列AC220V欠压脱钩全分断时间：
30ms
生产厂家：
上海立新
2.3辅助电源柜
采用双回路进线，手动切换。
为提升电动机和辅助设备供电，供电回路包括：
提升系统的附属设备（如液压站、润滑油泵站等）、380V和220V备用回路，并配有UPS不间断电源为PLC控制回路供电，以便在主电源故障时，能够使提升机实现可靠的安全制动，保证PLC运行和数据保持。
选用的断路器在分断过载电流后，仍能重复使用，可多级同时分断，不会产生断相事故，并在发生事故时能自动切断电路。
2.4PLC控制系统
提升机PLC系统如图所示
提升机PLC控制系统图
PLC控制系统装在主控柜和操作台，由主机、通讯板、高速计数模块、
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