全数字直流调速电控系统使用说明书
一、概述
上海嵩科自动化工程有限公司为杨家坝铁矿成套的1.85*4多绳提升机全数字直流调速电控系统，具有技术先进、设备稳定、可靠、控制精度高、移相范围宽、整流波形好、脉动小、保护功能齐全、过载能力大、维修方便等优点。系统中整流装置采用英国欧陆590C全数字直流调速器，主回路整流元件采用西安西电整流器有限公司生产的KP型可控硅并辅以相应的过电压抑制电路，主回路断路器采用了上海人民电器厂生产的ME断路器；提升机控制系统采用SIEMENS公司生产的S7系列PLC，并采取了对开关量输入信号使用继电器隔离、对模拟量信号使用隔离模块等措施，提高了主控PLC系统的抗干扰能力，使系统具有技术先进、控制精度高、稳定性更好等优点。
本次设计提升服务水平为五个水平（其中本次施工为815米、995米两个水平，其余三个水平为延伸后二次施工时考虑）。
本次罐笼井提升机设计，具有如下特点：
㈠、保留了原设计提升机主要设备，如：提升主机、主电动机、整流变压器、平波电抗器、直流快速开关、深度发送装置等，并保留了原高压供电方式，节省了总投资；
㈡、液压制动系统采用了带蓄能装置的二级制动液压站，并为液压站系统调试编制了专用程序，使得液压站系统的调试变得既安全又简单、方便；
㈢、针对提升机控制系统复杂、故障点多的特点，本次设计主控系统采用SIEMENS公司生产的S7系列PLC，并利用SIEMENS产品TD200显示提升机运行高度、速度、运行时间等信息。利用PLC强大的软件功能，设置了专家监控、指导系统，当系统不具备开车条件时，若操作了主操台右手柄，或进行了其他不当操作，系统将在TD200上显示“系统不允许开车”等相关信息，提示操作者进行相关检查，避免系统误动作；当系统发生故障停车时，除了在TD200上显示故障类型外，还将及时提示故障发生的时间（紧停时），故障的原因，故障的部位等信息，指导维修人员及早排除故障点，可以极大地缩短故障排除时间，方便维修，降低系统故障率；对系统其他信息如罐笼过减速点等也进行及时的提示。
㈣、增设了光电码盘，利用SIEMENS公司生产的S7系列PLC强大的计算功能，精确计算提升机的提升速度，精度可达0.005m/s；
㈤、增设了提升两终端位置自校准功能，当提升机到达两终端时，系统可以自动修改罐笼标高，可以有效地消除由于钢丝绳蠕动等原因造成的系统累计误差，提高系统指示精度；
㈥、增设限速保护及减速控制多重保护功能，并通过比较方式对光电码盘进行跟踪检测保护，确保码盘在正常状态下运行；
㈦、增设系统过减速点的声音及信息提示功能，增强操作者对系统的多方位监测； ㈧、增设井道实际位置两终端减速控制，确保系统安全可靠运行。
㈨、车场控制设备加强了对摇台的保护，摇台、安全门、大刀、阻车器等必须回归到位方可开车运行，运行中出现变位异常即采取紧急停车。为方便操作，提高提升能力，设计考虑了提升机自动停车和水平现场信号操作工手动停车两种方式，并增设了水平信号工对提升机的慢上、慢下操作功能，以便更有效地控制设备运行。
二、主要设备参数
1、 整流装置 ZTS3-1500/440 额定电压440V
额定电流1500A
过载能力1.5倍小于2分钟热态运行
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柜体尺寸：宽1200mm深600mm高2200mm 一台
2、 PLC控制装置
柜体尺寸：宽1000mm 深600mm 高2200mm 一台
3、 直流主电动机
型号ZD265/35.5-5B 400KW 440V 975A 500/1000RPM 一台
4、 整流变压器
型号ZS-650 6KV/430V △/Ｙ-11 Uk%=6
5、平波电抗器 1200A 2mH
6、直流快速开关 DS12-20/8 2000A
7、主操作台 宽1500mm 深900mm 高1000mm 8、水平操作台 宽1200mm 深755mm 高925mm
三、提升机速度图
当前速度图2s/m75.0=a6.5m/sa=-0.75m/S注：提人速度为5m/s28.19m距离8.67s时间全程距离全程时间121.81m18.74s180m39.41s28m8ss.t1.85m0.15m3.7s0.3s20.5m/s2提物休止时间取7分钟（两层装卸车），则提升一次循环时间为8.5分钟延伸后速度图2s/m75.0=a6.5m/sa=-0.75m/S228.19m距离8.67s时间全程距离全程时间421.81m64.89s480m85.56s28m8ss.t1.85m0.15m3.7s0.3s0.5m/s提物休止时间取7分钟（两层装卸车），则提升一次循环时间为10分钟。每年掘进3500米，每米矿渣量按15立方米计算，总计提渣量为3500＊15＝52500立方米。每年按320天计算，每天提升量为165立方米，三班生产，每班提升量为55立方米。用0.5立方米矿车装载，每次提升2立方米，共计提升次数28次。每班所需时间28＊10＝280分钟。可满足提升需要。 第 2 页 共 7 页 杨家坝铁矿提升机使用说明书
四、操作方式
分手动\\自动两种方式 1、 手动：转换开关3KK拨在手动位置，3KK-1接通，由司机操作手柄即可达到提升机向上、向下运行和停车。操作台左侧手柄控制盘形闸的制动力，停车时在近司机端，制动力为最大，开车时往前推，稳压电源即可均匀输出0～24V电压，控制电液阀线圈输出0.5～6.5MPa压力，控制制动器的制动或松闸。右侧手柄控制提升机向上、向下及运行速度和停车。停车时在中间位置，向前推为向下运行，向后拉为向上运行，速度给定值同步显示于TD200显示器上。
2、 自动：转换开关3KK拨在自动位置，右侧手柄回至零位，由司机通过1KK转换开关选层，然后按下自动运行按钮ZDA,提升机即可自动选择运行方向，按速度图完成加速、匀速、减速和停车。
五、运行方式
1、 提物：此时提升机的额定速度为6.5m/s。将速度选择开关2KK拨到提物位置，则提物速度的减速点投入运行，同时,给定回路接通，若选择相关操作方式，提升机即能加速到额定速度值，到减速点后即可自动减速并停车。
2、 提人：此时提升机的额定速度为5 m/s,将速度选择开关2KK拨到提人位置，则提人速度的减速点投入运行，同时,给定回路接通，若选择相关操作方式，提升机即能加速到额定速度值，到减速点后即可自动减速并停车。
3、 验绳：此时提升机的额定速度为0.3m/s，在提升机验绳时使用。将2KK、3KK均拨至验绳位，右侧手柄回至零位，欲向上时按YSSA,向下时按YSXA,提升机均能按0.3m/s速度运行。停车时按YSTA。上下过卷动作或提升机房主操作台右手柄不在零位时,禁止验绳操作。
4、 慢上、慢下：此时提升机的额定速度为0.5m/s,为减速后的爬行速度，由PLC控制输出。各水平的慢上、慢下按钮，仅允许在提升机到达本水平后对罐或调层时使用。上下过卷动作或提升机房主操作台右手柄不在零位时,不可进行慢上慢下操作。慢上、慢下的速度给定值也同步显示于TD200显示器上。
六、系统动作原理说明
首先将操作台上转换开关2KK拨至复位位置，将欧陆柜、PLC柜开关均合上，这样提升机系统主回路、控制回路都得到了电源，开车前将液压站选择开关拨至两路中的任一路，则有一路液压站投入运行，此时按下复位按钮，若无故障报出，则证明系统正常，司机在得到要求开车信号后，根据情况选择提人提物、手自动方式及欲到达水平，即可开车。操作过程中若系统发出警报信号，检修人员必须将故障排除后，方可开车。开车方式有以下两种：
1、 手动运行： 将转换开关3KK拨到手动位，PLC I1.1指示灯亮，表明手动运行信号已进入PLC,此时若无慢上慢下信号，则PLC输出的SDJ应得电，操作台上手动指示灯亮。此时司机在得到允许开车和开车去向及装载情况的信号后，即可选择运行速度和选层并操作两手柄。操作时可把左手柄推到松闸位置，此时，由于右手柄还在零位，开车继电器未吸合，故制动器仍处于制动状态。此时操作右手柄，则将相应给定加到欧陆，速度给定值同步显示于TD200显示器上，当建立一定的启动力矩后，PLC送出开闸信号，系统正常开车，电机即按预定速度图运行。当到达减速点后，深度发送装置和PLC内部减速开关动作，PLC输出0.5 m/s对应的给定电压，提升机减速运行，当运行到所选水平时，系统将自动停车（或由信号工分允许开车而停车），停车后将右手柄回零位。
2、 自动运行： 将转换开关3KK拨至自动位置，右侧手柄回至零位，在选择提升机去向、提人、提物信号后，按下ZDA提升机即开始按速度图运行，速度给定值同步显示于TD200显示器上。如提升机现在一水平，信号工要求将设备下放到二水平，司机则根据规定，将2KK拨到提物速度，将1KK拨到二水平位，将3KK拨到自动位，右侧手柄回至零位，此时，操作台上提物灯、自动灯、允许开车灯均应正常显示，此时，若系统无其它故障，2SPJ应得电，系统已具备自动下行条件。此时，若按操作台上的ZDA按钮，则
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XJ得电，操作台上的下行灯亮，PLC自动将提物下行速度给定（－6.5m/s）输出到欧陆，速度给定值同步显示于TD200显示器上，等电机建立起一定转矩后，KJ得电，操作台上开车灯亮，液压站输出6.0MPa 压力，使系统开闸下行。当到达提物下行二水平减速点（850米）时，PLC减速点及深度发送装置中K14均应动作，输出减速信号，TD200输出提升机通过减速点的提示，操作台上减速灯亮，深发装置通过减速点的提示电铃响，同时，深度发送装置中K22断开，系统中限速保护电阻投入，PLC也根据计算，投入了限速保护程序，监视系统的运行速度，两路保护不论哪一路动作，系统均将紧停，故障指示灯及TD200均将有相应提示。若未发生超速故障，系统减速后将以0.5m/s速度爬行，到达二水平（815米）时，系统将自动停车（或由信号工分允许开车而停车），PLC输出给定为零，KJ失电，电液阀失电，提升机抱闸停车，本次运行结束。当系统碰到下限位而停车时，在10S之内，若系统未发生过卷或紧停故障，则系统自动将罐笼现标高修改为812.3米（上限位时修改标高为996.0米）。
七、保护系统说明
保护系统分紧急停车、事故停车、故障预报（事故停车2）三种。
1、 紧急停车：遇到此类故障，不允许提升机继续运行，必须立即抱闸停车。系统中规定，凡是各水平不允许开车、提升机超过规定速度的10％，或在减速时不按速度图运行，超过规定速度的10％、在运行中摇台或稳罐器落下、两终端过卷扬、液压站电机失电、欧陆系统不正常、直流快开跳闸、ME跳闸、高压油开关跳闸、快熔断、测速机励磁丢失、深度发送断脱链、提升机在制动状态运行或停车时油压过高、错向等故障时提升机紧急停车。系统另设有在紧停复位时，如主令手柄不在零位则不允许复位的保护，紧急停车时由电笛进行声音报警。
2、 事故停车：遇到此类故障时，提升机必须减速制动并停车。系统中规定，凡是遇到紧急停车、制动轮变形超过允许值、两终端限位失灵、尾绳因旋转器故障产生打卷或偏摆过大、触动3LX限位开关等故障时都要事故停车，事故停车时由电铃报警。
3、 故障预报：遇到此类故障时，只用灯光与电铃报警，由司机确定是否继续运行。系统中规定，凡是主电机风机故障、欧陆柜风机故障、制动轮变形、深度发送装置电机空气开关失电、直流主回路接地等故障发生时，均进行故障预报。
八、 PLC给定部分特点
利用SIEMENS公司生产的S7系列PLC的强大的模拟量计算功能，对PLC输出的给定信号进行了监控。当系统手动运行时，由司机操纵给定手柄施加给定，但不论在减速点前、后，PLC 始终监视司机所加的给定，对给定的上下限均进行限制，在超出上下限给定时，由PLC强制按上下限输出；未超出上下限范围的，由司机根据实际情况施加给定。系统同时对司机所加给定进行错向判断，若所加给定值与所选运行方向不同，系统输出错向信号。PLC系统强制手动速度输出时的上下限为：提物0.3m/s≤给定≤6.5m/s，提人0.3m/s≤给定≤5m/s。由于安全措施较全面，即使司机操作有失误，系统也能给予纠正。
自动运行时由PLC自动根据系统设定，输出相应提人提物、减速前后的给定。 慢上、慢下和验绳时，由PLC自动给出相应爬行速度或验绳速度。
九、 关于减速点及限速保护
利用PLC强大的数字计算功能，可以精确地计算出各水平的减速点，只要系统给出罐笼所处位置，系统即自动计算出各相应水平减速点位置，这一功能在人工或自动修改罐笼标高时至关重要。
为检验PLC系统减速点及限速保护的可靠性，系统设置了PLC限速试验功能，以模拟罐笼过减速点的减速情况。系统默认标高900米处为试验减速点的投入点。
试验方法：按住XSA按钮，让罐笼以最高速通过该试验减速点（正常时罐笼应减速），直到罐笼速度降至0.5m/s，然后停车。记录减速时间及距离，判断数据是否附合要求。若在试验期间系统检测到减速度不符合设计要求，系统将紧急停车,并报超速故障。
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十、 提升机运行时间的记录
本系统增加了提升机运行时间记录功能，只要系统开闸运行，即进行自动记录，数据不因系统停机而丢失。可在系统开机时按TD200面板上F2键随时查看系统总运行时间。
十一、 关于“软深度发送装置”
本系统保留了原系统中的深度发送装置，在PLC内部也设计了一套“软深度发送装置”，两套系统各自独立工作，但同时作用于系统的减速。PLC的“软深度发送装置”在系统运行的同时运行，可以可靠地判断系统各减速点；原系统中的深度发送装置故障时，为不影响生产，可将其接点短接，仅启用PLC“软深度发送装置”。
十二、 关于开闸开车
本系统利用PLC强大的模拟量处理功能，可以保证系统只有在检测到与所加给定同方向的一定启动力矩后再开车，从而大大减少紧停故障发生率，相应大大延长整个系统的寿命。
十三、 关于TD200人机接口
TD200是PLC系统与外界联系的人机接口，全中文显示，可以显示或修改PLC特定信息。系统对重要的操作均要求操作者输入正确的密码，确保只有合格操作人员才可对系统进行有关设置，要注意密码的保密。
TD200面板介绍：
TD200面板上共有一个文本显示区和九个按键。
文本显示区可同时显示两行汉字信息；正常时显示提升机罐笼所在位置、速度及时间等有关信息，故障时除了能显示位置、速度等信息外，还可显示故障性质、故障原因等信息，方便了操作，并可使检修工根据提供的故障信息，有目标地去检修设备，可大大缩短故障处理时间，提高整个系统的运行效率。
九个按键功能如下：
ENTER键：此键为PLC写入新数据和确认信息键；
ESC键：此键用以转换信息显示方式和菜单方式，或停止一个编辑； ▲键：用于传递数据或选择上一个信息； ▼键：用于传递数据或选择下一个信息；
SHIFT键：TD200上档功能键。当按下SHIFT键时，在TD200显示区的右下方显示一个闪烁的S。 F1键：显示系统正常运行时的信息，包括罐笼标高、速度及日期、时间； F2键：显示系统总运行时间，包括运行天数、小时及分钟数； F3键: 显示系统欢迎信息； F4键：消除报警声音；
F5键：显示系统标高的修改信息； F6键：液压、闸盘系统测试 F7～F8键：本系统预留。
TD200操作介绍：
1、F1：正常情况下，TD200在上电后先进行自身初始化，之后自动显示系统欢迎信息（F3键功能），8秒后，自动转入系统正常显示，显示正常情况下罐笼的标高、运行速度及系统当前日期、时间。此时，若提升机在运行，则罐笼标高及速度值均在变化。若出现故障，系统自动将标高、日期、速度值调至第一行显示，在第二行显示相关故障，这样，在系统故障时，TD200不但能及时给出故障信息，而且还能继续正常显示罐笼标高及速度，使司机在系统发生故障时不仅可以看到故障信息，而且还可以正常观察到罐笼标高及运行速度、时间等，方便了操作。一般情况下，系统在显示其它信息时均可通过按F1使显示转入正常显示。
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