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数字技术在直流矿井提升机中的应用 □ 王保德 【 摘 要 】 通过对数字技术在直流矿井提升机中的研究,针对提升机的高可靠性要求,提出一种高可靠性的提升机保护系统。 副井提升机电控系统采用了当今最先进的双PLC技术、 并联十二脉动整流技术和磁场换向技术来改造传统的由继电 器、 发电机-电动机F - D机组组成的直流提升系统。 【 关键词 】 十二脉动;矿井提升机;行程控制; PLC控制;全数字 【 作者简介 】 王保德1971～ , 男,开滦集团公司信控中心电气工程师 一、 引言 矿井提升机是煤矿设备中的“ 四大件 ” 之一,是矿井人 员、 物资设备上下井的关键设备。矿井提升机直流传动与交 流传动相比,调速性能好,适用于多绳摩擦提升,在我国拖动 容量在1, 000千瓦 ～3, 000千瓦和提升速度大于10米/秒的 提升机一般采用直流拖动,因此在全国应用范围较广泛。其 中大部分应用于国有企业大、 中型矿山。直流传动系统在七 十年代一般采用“ 发电机-电动机机组继电器控制 ” 的控 制方式,至今在尚未进行设备更新的地方仍沿用这种控制方 式。随着电力电子技术和计算机控制技术的飞速发展,在直 流提升机控制系统中,采用可控硅变流电动机全数字调 速 PLC控制上位机监视的全数字控制方式已成为提升机 电控系统现代化发展趋势。 二、 系统方案设计 一技术要求。矿井直流提升机要求实现四象限运行, 通常有两种电气控制方案可供选择,即磁场换向和电枢换向。 磁场换向与电枢换向相比,少用一套大功率的变流装置,因此 成本较低;而磁场换向的快速性比电枢换向要稍差一些。但 是对于矿井提升机的工艺特点来说,比较合适的转矩换向时 间一般设在0. 6～1. 2秒之间,这一点磁场换向系统是完全可 以满足的。 二系统组成。根据提升机的工艺要求,为了实现提升 机的行程控制和必要的安全保护,在整个控制系统中,利用 PROFI BUS - DP网络技术,把整个系统连接起来;主控PLC为 控制主站,监控PLC、 信号PLC和DCS500直流调速装置为从 站,上位机为主站,但只起监视和参数设定作用,不直接参与 控制。系统的所有动作由主控PLC控制,监控PLC完成监视 和保护功能,信号PLC完成副井信号系统的功能。同时传动 轴在不同位置安装了两个编码器,其信号分别送到主控和监 视PLC,用于各自检测提升机位置和速度。 三控制系统的功能。 11主PLC的行程控制。主控制系统采用SI MATIC S7 - 300系列可编程控制器,用于开环控制和安全回路,是系统的 控制中枢。主要功能是脉冲信号、 罐位信号、 同步信号、 去向 信号、 各种运行状态、 安全保护信号、 闸控信号的采集和处理, 实现正常提升的各种逻辑操作,故障时的保护动作等。其中 位置信号的采集与处理主要由SI MATI C S7 - 300中的FM350 高速计数模块来实现。 21从PLC的监控功能。对提升机的运行具有动态监视 功能,以形象的趋势图案模拟出提升机的运行状况,并随时检 测提升机的速度值、 提升罐笼的深度值。可以显示减速、 正/ 反向过卷、 过速等信号,进行罐位突变监视。一旦发现异常情 况,立即向主PLC发出信号,且上位机显示相应的故障信号。 数据采集和数据处理是这一功能的核心,它经过与PLC通讯 模块、CP342 - 5通讯模块的连接,采集所有的输入信号,包括 罐位信号、 同步信号、 方向信号、 允许开车信号、 摇台状态信 号、 井门状态信号等。还可以通过从PLC上读取故障指示等 有关信息,然后对各种信号分别进行处理,如罐位计算、 剩余 行程及减速点计算、 罐位突跳监视、 脉冲监视、 速度监视等等。 31全数字直流调速系统。全数字直流调速系统采用ABB 公司DCS500和DCF500全数字调速装置和晶闸管功率控制单 元。它是系统的心脏,主要完成提升机的速度和电流双闭环调 节并实现电枢回路和磁场回路的各种保护。在DCS500实际 控制系统中有许多环节和功能,如数字及模拟的I/O、 传动逻 辑、 速度给定、 斜坡函数发生器、 速度测量、 速度控制、 转矩给 定、 转矩限副、 电流控制、 电流限副、 磁场励磁控制、 转矩优化、 E MF反电势调节器、 制动控制、 保护及诊断功能等等 ,以进一 步增强和改善系统的动、 静态特性。其中, E MF调节器具有两 个主要功能其一,当电机在基速以上运行时, E MF调节器减 小电机的磁场,使E MF电压恒为最大值,这样可以避免电枢过 压,另外要保持磁通尽可能的高,也需要最大的E MF;其二,当 需要使用精确的转矩调节环节时, E MF调节器提供精确的磁 通量,DCS500中的应用程序可以计算出与当前的速度和磁通 量给定相当的电机的E MF值, E MF调节器调节磁场电流,使测 量的E MF与需要的E MF给定值一致。DCS500整流装置主要 采用直流调速系统的基本结构形式即速度和电流双闭环调速 系统。基本控制原理是给定信号和反馈信号经过比较环节进 入速度调节器,以速度调节器的输出作为电流调节器的输入, 811 论虚拟企业伙伴的选择 □ 李宏畅 【 摘 要 】 虚拟企业的竞争优势来自合作伙伴的优势集成。从这点上讲,合作伙伴的选择是虚拟企业成功的关键。本文论述了 虚拟企业伙伴选择的一般性原则、 虚拟企业合作伙伴的寻找途径、 虚拟企业伙伴间建立信任关系应采取的措施。 【 关键词 】 虚拟企业;伙伴;信任 【 作者简介 】 李宏畅197614～ , 女,辽宁师范大学管理学院讲师,硕士研究生;研究方向财务、 企业管理 一、 虚拟企业概念的提出 任何一种企业组织与管理模式都是适应当时社会、 经济 发展和科技进步的产物,虚拟企业也不例外。随着经济的发 展,企业外部环境、 内部组织和管理观念的变化与网络时代信 息技术的发展,产生了一种新的管理模式 虚拟企业。 所谓虚拟企业是指两上或两个以上的成员公司组成的一 种有时限的、 暂时的、 非固定化的、 相互依赖、 信任、 合作的组 织,以便以最少的投资、 最快的反映速度对市场机遇作出快速 反应。为了共同利益,每个成员只做自己特长的工作,成员之 间是平等的合作关系,实行知识产权、 技能和信息投入及资源 有偿共享。一旦产品或项目结束,组织自动解散或重新组合。 虚拟企业自提出后之所以受到许多学者的推崇,主要是 虚拟企业存在着许多传统企业所不具备的优势虚拟企业适 应性强,可以组织各种规模的生产;虚拟企业的组织扁平化, 反应快速;虚拟企业重构性能好,可以适应不断变化的市场需 求;通过企业间的合作可集中全球范围内的资源和技术,以增 强企业的竞争力;可以降低风险,降低费用;便于进入新市场, 避开市场壁垒等优点。 在虚拟企业组建过程中,合作伙伴的选择是一个至关重 要的步骤。因为合作伙伴的选择好坏直接关系到虚拟企业的 运行效果。针对虚拟企业的合作伙伴的选择问题,本文对虚 拟企业合作伙伴的选择进行研究。 二、 虚拟企业伙伴选择的一般性原则 在伙伴选择的过程中,应该根据不同的虚拟企业形式和 具体任务,制定不同的选择原则和标准,并遵循以下原则 一核心能力的互补性。虚拟企业的实质是若干个企 业的核心能力强强联合,具体表现为在专有技术或人力资源 或其它资源上存在着较强的互补性。企业间核心能力互补性 越强,伙伴间联系就越紧密,合作利润也越高。 二网络联系的方便性。虚拟企业是基于信息和计算 再用电流调节器的输出作为可控硅触发装置的控制电压,改 变电枢侧直流电压,从而调节直流电机的转速。 四数字化提升机性能分析。该系统由上位机监控系 统、 双PLC控制系统、 直流十二脉动整流系统及磁场换相构 成,数字化直流矿井提升机应用了电气控制领域的最先进技 术。 11实现了网络化,通讯功能强大。系统通过PROFI BUS - DP网的通信,可以在控制系统和直流传动系统之间高速、 可靠地传递控制信号和故障信息;可以直观地在上位机监控 系统中显示操作系统、 保护系统、 直流传动系统内部参数以及 速度监视、 位置监视、 电枢电流和电压、 励磁电流等参数;反应 系统故障、 提升系统运行状态,使工作人员及时发现故障,便 于维护。另外,可以方便地与矿井调度室和其它微机联网进 行通讯,便于现代化管理。 21高可靠性。对于提升机安全运行所需的位置、 速度保 护,既采用了编码器计数的连续速度、 位置保护,又保持了传 统的测速机定点速度保护。在安全回路中,既保持继电器触 点构成的硬件回路,又增加了PLC软件构成的软件回路,实 现了双线制安全回路保护。 31控制技术先进、 经济效益高。控制精度高,参数稳定, 克服了模拟系统的“ 零漂 ” 问题。而且电控系统结构简单,体 积小,故障率低、 维修量少、 性能稳定,且功能强大,大大减少 了故障停机时间,减少了电能的损耗。 三、 结语 以全数字直流调速装置组成的十二脉动整流系统取代原 来的F - D机组的调速方式,具有动态响应快、 控制精度高、 加减速平稳、 运行可靠、 容易实现调节系统参数的优化,全自 动运行等优点,所有调节系统实现数字化,采用S形速度曲 线,起动力矩达到200,实现平稳起动。在制动时,电气制 动和机械制动相结合,制动力矩大,制动时间短,维护方便。 该系统在国内具有较高的技术水平,投资少、 见效快、 建设时 间短,且能实现系统的自动化,网络化。 【 参考文献 】 1.顾永辉.煤矿电工手册第三分册 . 北京煤炭工业出版 社, 1999 2.中国矿业学院主编.矿井提升设备.北京煤炭工业出版社, 1980年 911