ASCS电气控制系统在矿井提升机的应用 本文关键词：矿井，控制系统，电气，提升机，ASCS
ASCS电气控制系统在矿井提升机的应用 本文简介：1ASCS工作原理及技术特点1.1ASCS工作原理目前煤矿使用的自适应大功率提升机控制系统由两部分组成，一是速度调节控制系统，即ASCS（Adjustingspeedcontrolsystem），二是西门子公司研发的PLC控制系统，其主要进行信号收集、处理及交换等任务。ASCS调速系统作为提升机控制
ASCS电气控制系统在矿井提升机的应用 本文内容：
1ASCS工作原理及技术特点
1.1ASCS工作原理
目前煤矿使用的自适应大功率提升机控制系统由两部分组成，一是速度调节控制系统，即ASCS（Adjustingspeedcontrolsystem），二是西门子公司研发的PLC控制系统，其主要进行信号收集、处理及交换等任务。ASCS调速系统作为提升机控制系统的核心，其精度、稳定性和智能化程度对于提升机整个控制系统至关重要。ASCS调速系统主要由全控功率变换单元和全控整流单元构成，在提升机运行过程中，针对不同工况采用DSP数字化逆变器进行变频调速，同时利用电机转子变频矢量调速装置进行提升速度的进一步调节及微量细化。与此同时，在ASCS调速系统中还增加PLC（SIEMENS-300系列）控制系统，该系统不仅提高ASCS调速系统的可控程度，而且额外增加监控、液压站控制、货物装卸载控制等诸多辅助功能。此外，为消除提升系统与供电网络之间存在的谐波污染，全控整流单元在设计时采用PWM整流控制技术，从根源上大幅消除网侧电流谐波。
1.2技术特点
（1）ASCS调速系统的核心装置选用结构简单、工作效率高的“背靠背”逆变器（双三电平变频器），实现电机转速数字化调节，双电机联合拖动控制。（2）ASCS调速系统实现功能模块化设计，在大幅度提高系统功能智能化程度的同时降低系统维护成本。在提升机运行过程中，实现全程跟踪监控，精准停车，提升速度平稳调节。（3）ASCS调速系统的控制可采用手动、半自动及全自动三种方式，全程自由变换。另外，增加系统故障保护模块，如遇提升故障，系统自动切换至安全回路，避免事故发生增加系统运行的稳定性，提升机控制系统实现双重保护。（4）系统强化监测控制界面，增加网络共享功能，实现提升机的动态运行数据及时传输和数据共享分析。
2变频器的选择及变频系统设计
2.1变频器的选择
（1）交流型变频器交流型变频器可对输出电压和频率进行调节，其工作原理一般是先将交流电变为直流电，然后用电子元件对直流电进行变频处理，变为交流电。交流型变频器的优点：①与同类型变频器相比承担负载、功率较大；②转矩特性较好，进一步优化提升机的功能性；③电压和频率调节方式简单，系统运行和调节效率高；④变频器辅助元器件配套广泛，价格较低，组合整体性价比高。交流型变频器的缺点：①对于变频器辅助元器件而言，双绕组使用较多系统复杂；②变频器调节范围较小，电机参数决定其调节范围；③输出频率一般较低，适用于低速直联同步电机；④对于电网及系统产生的谐波，无法进行治理，受谐波影响较大。（2）交-直-交电流型变频器交-直-交电流型变频器工作原理首先是利用顺变器将交流电（有固定电压和频率）转化为可调直流电，然后利用逆变器将已转化的直流电变为交流电。交-直-交电流型变频器比交流型变频器可靠性高，频率调节范围大，电网及系统产生的谐波少，受谐波影响程度低。两电平变频器是典型的交-直-交电流型变频器，为满足矿井提升机控制系统的使用要求，尽可能提高控制系统高度稳定性及安全性，在两电平变频器的基础上，研发大功率稳定全控制器件，最终得到三电平变频器。电压输出波形近似于正弦波，抗干扰，稳定性高，耐冲击，使用寿命长，故选择三电平变频器。
2.2变频系统设计
选用上述研发的三电平变频器，基于ASCS调速系统设计全数字同步电动机变频系统。系统变频效率高，平均值可达到96%，电机转动惯量小，功率因素高。此外，电动机变频系统采用闭环控制技术，将电机转速与频率调节统一，避免提升机在运行过程中出现振荡和失步现象的发生，电压频率转变实现平滑过渡，减少电流冲击谐波产生。
3PLC控制系统设计
3.1PLC控制柜结构组成
PLC控制柜结构主要由可编程控制器、信号处理器、继电器等单元构成。根据现场提升机参数及工况，PLC控制柜电源模块、CPU模块、数字量输入/输出模块、模拟量输入|输出模块、高速计算模块、通讯模块选择结果如表1所示。
3.2PLC速度控制程序设计
针对提升机在运行过程中，遇到特殊情况需要进行手动操作，人为设定的最大运行速度与提升机实际运行速度存在偏差。此时，提升机在运行过程中可能出现振荡和失步现象，存在安全隐患。故需要对PLC速度控制系统进设置特定运动曲线，综合选择S型速度曲线。PLC速度控制系统的应用使提升机在运行过程无振荡、失步现场发生，运行过程更加平稳，提高了提升系统的稳定性、可靠性和安全性。
4监控系统设计
基于VisualBasic语言开发了监控系统，该系统承担了ASCS电气控制系统所有数据的记录、监测，工人可以根据不同需要选择不同界面进行操作。由图可看出，监控界面的左上角为电枢电流模块，正下方为提升机运行速度模块，该模块包含三个曲线图，提升速度曲线（红色曲线表示）、系统给定速度曲线（粉色曲线表示）、实际运行曲线（蓝色曲线表示）；而位于控制界面正中间为提升机的提升距离与提升速度模块区域；而控制界面右侧为辅助信息显示模块，各个模块间既彼此相关又单独运行，提高了系统的可靠性。
5结语
本文对屯兰矿副井提升机控制系统进行了分析，发现提升机系统在运行过程中存在调速性能差、电能消耗多、动态响应性能差、系统可靠性安全性较低等问题。通过分析ASCS工作原理及技术特点，构建“PLC控制+多数字信号传递”的矿井提升机控制系统和信号传输系统。ASCS电气控制系统的应用，使提升机提升速度实现自适应调节，提高了煤矿提升机系统的自动、智能化程度和安全、稳定性。
作者：张燕青 单位：山西焦煤集团有限责任公司
ASCS电气控制系统在矿井提升机的应用 来源：网络整理
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