上孔副斜井提升機(jī)電控技術(shù)規(guī)格書(shū)

1、山西晉煤集團(tuán)陽(yáng)城晉圣上孔煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目副斜井提升機(jī)配電及控制設(shè)備技術(shù)規(guī)范書(shū)第三分冊(cè)（電控設(shè)備）晉城煤業(yè)集團(tuán)勘察設(shè)計(jì)院有限公司1山西晉煤集團(tuán)陽(yáng)城晉圣上孔煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目副斜井提升機(jī)配電及控制設(shè)備技術(shù)規(guī)范書(shū)第三分冊(cè)（電控設(shè)備）設(shè) 計(jì)：審 核：審 定：項(xiàng)目負(fù)責(zé)：總工程師：晉城煤業(yè)集團(tuán)勘察設(shè)計(jì)院有限公司二O一一年五月目 錄1、總則12、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境條件13、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)14、電控裝置總體技術(shù)方案25、主要電控設(shè)備的技術(shù)要求66、圖紙和技術(shù)資料97、設(shè)備供貨范圍101、總則1.1、本設(shè)備技術(shù)規(guī)范書(shū)適用于上孔煤礦副斜井提升機(jī)電控設(shè)備，提出了對(duì)相應(yīng)設(shè)備的功能、結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)

2、等方面的技術(shù)要求。1.2、供方提供設(shè)備的技術(shù)規(guī)范應(yīng)與本標(biāo)書(shū)規(guī)定的要求相一致，也可推薦滿足本標(biāo)書(shū)中要求的類似定型成熟產(chǎn)品，但是必須提供詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范差異說(shuō)明。產(chǎn)品滿足國(guó)家有關(guān)安全、環(huán)保等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。1.3、供方應(yīng)具備完整、有效的質(zhì)量保證模式，并有良好的售后服務(wù)。本規(guī)范書(shū)提出的是最低的技術(shù)要求，并未對(duì)一切技術(shù)細(xì)節(jié)做出規(guī)定，也未充分引述標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的條文。供方提供的產(chǎn)品不但應(yīng)滿足本技術(shù)條件的要求，還應(yīng)符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械和電氣標(biāo)準(zhǔn)。1.4、本技術(shù)規(guī)范書(shū)未盡事宜，由供、需雙方協(xié)商確定。2、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境條件2.1 極端最高溫度： 38.62.2 極端最低溫度： -22.82.3 相對(duì)濕度： 80%（2

3、5時(shí)）2.4 地震烈度： 7度2.5 海拔高度： <1000m3、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)本規(guī)范書(shū)中涉及的所有規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)或材料規(guī)格（包括一切有效的補(bǔ)充或附錄）應(yīng)為最新版本，即以需方發(fā)出本訂單之日作為采用最新版本的截止日期。 引用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)煤礦安全規(guī)程（2005版）；礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50070-94）；煤礦提升絞車安全檢驗(yàn)規(guī)范（MT/T185-1999）；交流傳動(dòng)礦井提升機(jī)電控設(shè)備技術(shù)條件（JB4263）；電氣設(shè)備的抗干擾特性基本測(cè)量方法（GB4859-84）；交流傳動(dòng)礦井提升機(jī)電控設(shè)備技術(shù)條件（JB4263-86）；電控設(shè)備  第二部分  裝有電子器件的電控設(shè)備（GB/T3

4、797-1998）；電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波（GB/T14549-1993）；晉煤集團(tuán)礦井提升機(jī)電控、制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范進(jìn)口電氣設(shè)備遵守國(guó)際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)；電控裝置的靜動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)完全滿足提升機(jī)的運(yùn)行要求；電控裝置能夠承受提升機(jī)和通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的地坪振動(dòng)4、電控裝置總體技術(shù)方案4.1總體技術(shù)方案副斜井提升機(jī)設(shè)置于副井提升機(jī)房?jī)?nèi)，雙回路6kV電源由礦井工業(yè)場(chǎng)地變電所6kV不同母線段引來(lái)，雙回路220/380V電源由礦井工業(yè)場(chǎng)地變電所380V不同母線段引來(lái)。提升機(jī)采用半自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)運(yùn)行、檢修運(yùn)行、應(yīng)急運(yùn)行等操作方式。在正常情況下可采用半自動(dòng)或手動(dòng)運(yùn)行；檢修運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)給定一個(gè)檢修速度（0.3m/

5、s）低速運(yùn)行；當(dāng)故障時(shí)，在系統(tǒng)保護(hù)停機(jī)后，故障被確認(rèn)但不能立即排除，此時(shí)可采用應(yīng)急運(yùn)行方式，應(yīng)急運(yùn)行速度不超過(guò)0.5M/S。提升機(jī)電控系統(tǒng)采用變頻調(diào)速、正反向運(yùn)行，矢量控制變頻器實(shí)現(xiàn)在任何負(fù)載條件下進(jìn)行最大效率的控制，有較寬的調(diào)速范圍，并帶有完善的保護(hù)功能，滿足主電機(jī)的安全運(yùn)行。4.2 電控系統(tǒng)技術(shù)方案系統(tǒng)主要由主電源、變頻調(diào)速系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、工控機(jī)顯示系統(tǒng)、外圍傳感器及行程開(kāi)關(guān)等組成。變頻調(diào)速系統(tǒng)完成對(duì)絞車的啟動(dòng)、加速、等速、減速、停止等運(yùn)行過(guò)程的轉(zhuǎn)矩和頻率控制。PLC控制系統(tǒng)完成對(duì)絞車的啟動(dòng)、加速、等速、減速、停止等運(yùn)行過(guò)程的邏輯控制、行程測(cè)量、故障檢測(cè)、安全保護(hù)、安全制動(dòng)。4.2.

6、1 PLC系統(tǒng)控制電源采用雙路供電再加UPS的供電方式，保證系統(tǒng)的可靠供電，達(dá)到可靠控制的目的。兩套PLC分別由兩套 UPS供電。4.2.2 PLC系統(tǒng)安全控制方式采用雙PLC同時(shí)運(yùn)行、互相監(jiān)測(cè)、輸出保護(hù)冗余的控制方式。這種控制方式是兩套PLC均處于運(yùn)行狀態(tài)，一主一輔，主PLC進(jìn)行控制，輔PLC進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)任何一臺(tái)PLC發(fā)現(xiàn)需安全制動(dòng)故障時(shí)，均可斷開(kāi)安全回路保護(hù)停機(jī)；或當(dāng)任何一臺(tái)PLC發(fā)生故障時(shí)，另一套PLC均可斷開(kāi)安全回路保護(hù)停機(jī)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)冗余。4.2.2 PLC系統(tǒng)輸出控制采用雙PLC接點(diǎn)串、并的形式進(jìn)行輸出控制。安全回路采用兩套PLC輸出接點(diǎn)串聯(lián)方式進(jìn)行控制，須安全制動(dòng)類故障發(fā)生時(shí)，兩套

7、PLC均能輸出斷開(kāi)安全回路。其它輸出控制采用輸出接點(diǎn)并聯(lián)互鎖方式進(jìn)行控制 ?？刂葡到y(tǒng)輸出完成如下設(shè)備控制：1）主電機(jī)的變頻調(diào)速控制；2）制動(dòng)泵液壓泵的控制；3）液壓站電磁閥的控制；4）調(diào)繩操作；5）安全制動(dòng)的邏輯處理等。4.2.3 編碼器的安裝位置及雙線輸入方式速度、行程檢測(cè)采用光電旋轉(zhuǎn)編碼器雙線或多線輸入。在提升機(jī)滾筒主軸聯(lián)接一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器,在電動(dòng)機(jī)主軸聯(lián)接一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器,在兩個(gè)天輪上聯(lián)接兩個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器，滾筒主軸編碼器用于速度、行程保護(hù)，電動(dòng)機(jī)主軸編碼器用于監(jiān)測(cè)和顯示，天輪上的編碼器用于松繩保護(hù)。4.2.4 安全回路安全回路由一套硬安全回路、兩套軟安全回路構(gòu)成，軟安全回路的輸出點(diǎn)接入硬安全回

8、路中。其中主電源失壓、制動(dòng)油過(guò)壓、后備保護(hù)、變頻故障、操作臺(tái)急停信號(hào)、過(guò)卷信號(hào)同時(shí)進(jìn)入兩套PLC軟安全回路和外部硬安全回路。減速段超速、等速段超速、爬行段超速、松繩信號(hào)、深指失效、誤松閘保護(hù)、測(cè)速反饋斷線（編碼器失效）、PLC故障、錯(cuò)向保護(hù)、溜車故障等均設(shè)置在軟安全回路中。主令零位、工作閘零位與安全回路閉鎖。4.2.5 液壓站的控制1）液壓站電源采用UPS作為控制系統(tǒng)的后備電源，保證了液壓站電磁閥的正常動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)井中二級(jí)制動(dòng)、井口一級(jí)制動(dòng)。2）液壓站的控制采用兩套PLC輸出接點(diǎn)并聯(lián)互鎖方式進(jìn)行控制，如下圖所示。同時(shí)，在G3 G3 交流電磁閥回路中加入安全回路硬接點(diǎn)，保證安全回路斷電后

9、GG斷電。在G G直流電磁閥回路中加入解除二級(jí)制動(dòng)中繼硬接點(diǎn)（安全制動(dòng)故障發(fā)生在井口，此時(shí)A C斷電，此繼電器失電）和延時(shí)繼電器接點(diǎn)（安全制動(dòng)故障發(fā)生在井中，此時(shí)A C斷電，此繼電器失電），可確保AC斷電后在 井口實(shí)現(xiàn)一級(jí)制動(dòng)，井中實(shí)現(xiàn)二級(jí)制動(dòng)。3）液壓站制動(dòng)器監(jiān)測(cè)液壓站正常情況的控制，可根據(jù)液壓站工作原理實(shí)現(xiàn)一、二級(jí)制動(dòng)。液壓站發(fā)生故障時(shí)，制動(dòng)器的監(jiān)測(cè)可采用在回油A管、B管路上裝設(shè)壓力傳感器作為制動(dòng)器的壓力反饋信號(hào)，如下圖所示。其作用為制動(dòng)油過(guò)壓保護(hù)、殘壓檢測(cè)、安全制動(dòng)類故障發(fā)生時(shí)制動(dòng)情況的監(jiān)測(cè)。當(dāng)安全回路動(dòng)作時(shí)，可通過(guò)壓力反饋信號(hào)，判斷制動(dòng)器的制動(dòng)狀況。此時(shí)，若判斷系統(tǒng)不能正常安全制動(dòng)，變

10、頻器自動(dòng)投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電氣制動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行特殊語(yǔ)音報(bào)警，由操作工人為實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，強(qiáng)迫回油。（在液壓站裝設(shè)手動(dòng)回油閥，緊急時(shí)通過(guò)人為操作回油閥泄壓，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)）。4.2.6 保護(hù)設(shè)置1）系統(tǒng)應(yīng)具備過(guò)卷保護(hù)裝置，且保護(hù)設(shè)置為雙線制，此外PLC軟件中也設(shè)置軟過(guò)卷保護(hù)。當(dāng)提升容器超出正常停車位置0.5m時(shí)，過(guò)卷保護(hù)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。2）系統(tǒng)應(yīng)具備等速段超速、減速段超速、爬行段超速保護(hù)功能。3）系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)減速功能，且保護(hù)設(shè)置為雙線制，當(dāng)提升容器到達(dá)減速位置時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出警示鈴聲并開(kāi)始減速。4）系統(tǒng)應(yīng)具備深指失效保護(hù)裝置，當(dāng)深指失效時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)斷電并實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。5）變頻器應(yīng)具備過(guò)負(fù)荷和欠電壓保護(hù)功能（

11、變頻故障）。 6）具備松繩保護(hù)裝置，當(dāng)容器在井筒中提升鋼絲繩松弛時(shí)，能實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。7）系統(tǒng)具備溜車保護(hù)功能，當(dāng)提升機(jī)無(wú)運(yùn)行指令而有運(yùn)行速度時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。8）潤(rùn)滑油過(guò)壓/欠壓、潤(rùn)滑油超溫、閘瓦磨損、制動(dòng)油超溫保護(hù)功能。這類故障發(fā)生在運(yùn)行中，則允許本次提升完成，但不允許下次開(kāi)車。開(kāi)車前出現(xiàn)這類故障，則不允許再開(kāi)車。9）具有錯(cuò)向保護(hù)功能。4.3主要控制單元 主電源具有雙電源進(jìn)線（即雙回路供電），保障了生產(chǎn)的連續(xù)性。同時(shí)向變頻柜、主控臺(tái)進(jìn)行饋電。完善的過(guò)電流、短路、欠電壓保護(hù)功能，使設(shè)備運(yùn)行更安全。變頻調(diào)速柜是該系統(tǒng)的調(diào)速單元，采用ABB的全數(shù)字、矢量控制型變頻器作為主控原件，通過(guò)軸編碼器

12、及PG卡的數(shù)據(jù)反饋，實(shí)現(xiàn)高精確度的速度和力矩控制。同時(shí)完成對(duì)電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速等控制過(guò)程，與PLC控制柜等單元共同構(gòu)成全數(shù)字、高性能的變頻提升機(jī)電控系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)與工控機(jī)顯示系統(tǒng)構(gòu)成提升機(jī)控制系統(tǒng)的控制中樞，通過(guò)操作人員的操作，可完成對(duì)輸送機(jī)的所有控制。通過(guò)操作面板和觸摸屏的操作，可對(duì)控制方式和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定，監(jiān)視輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置。5、主要電控設(shè)備的技術(shù)要求5.1 1.14V開(kāi)關(guān)柜技術(shù)要求開(kāi)關(guān)柜柜型：ZDS型多電壓試驗(yàn)電源成套裝置柜體數(shù)量： 3臺(tái)額定工作電壓：AC 1140V額定絕緣電壓：AC 3000V輔助回路額定電壓：AC220V額定頻率：50Hz柜體主母線采用優(yōu)質(zhì)銅材

13、，規(guī)格型號(hào)：TMY-50x5額定短時(shí)耐受電流：50 kA/1S額定峰值耐受電流：105 kA/1S外殼防護(hù)等級(jí)：IP30進(jìn)線方式：電纜下進(jìn)線；出線方式：電纜下出線。5.2 380V雙電源柜技術(shù)要求開(kāi)關(guān)柜柜型：GGD型交流低壓配電柜柜體數(shù)量： 1臺(tái)額定工作電壓：AC 380V額定絕緣電壓：AC 690V輔助回路額定電壓：AC220V額定頻率：50Hz柜體主母線采用優(yōu)質(zhì)銅材，規(guī)格型號(hào)：TMY-30x4額定短時(shí)耐受電流：80 kA/1S額定峰值耐受電流：176 kA/1S外殼防護(hù)等級(jí)：IP30進(jìn)線方式：電纜下進(jìn)線；出線方式：電纜下出線。5.3  控制系統(tǒng)總體技術(shù)要求1、操作臺(tái)PLC采用模塊

14、化結(jié)構(gòu)， 采用SIEMEN.S7-300系列可編程控制器原裝進(jìn)口產(chǎn)品，并能方便地與礦管理網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)；軟件采用STEP7。2、變頻器采用申地公司生產(chǎn)的BPD-630型全數(shù)字、矢量控制型變頻器。3、電控系統(tǒng)采用雙套相同的PLC，一主一輔同時(shí)運(yùn)行 ，一臺(tái)作為主控PLC,一臺(tái)作為監(jiān)控PLC。對(duì)提升機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵信號(hào)（如速度、容器位置、減速、過(guò)卷、限速等等）均采用雙線多重保護(hù)。4、安全回路由一套硬安全回路、兩套軟安全回路構(gòu)成，軟安全回路的輸出點(diǎn)接入硬安全回路中，安全回路設(shè)置兩個(gè)安全繼電器。安全回路的工作狀態(tài)能在監(jiān)視器上監(jiān)視，各類停車故障必須保證安全制動(dòng)并發(fā)出聲光報(bào)警。5、井筒和井下電氣設(shè)備滿足相關(guān)防水或防爆要

15、求，防護(hù)等級(jí)不低于IP54，并具有MA標(biāo)志。6、系統(tǒng)具有下列四種運(yùn)行方式：半自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)運(yùn)行、檢修運(yùn)行、應(yīng)急運(yùn)行。7、具有調(diào)繩功能：在操作臺(tái)設(shè)置調(diào)繩轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及調(diào)繩按鈕。調(diào)繩限速0.5M/S以下。8、系統(tǒng)保護(hù)符合煤礦安全規(guī)程相關(guān)要求，并具有錯(cuò)碼保護(hù)功能。9、主回路采用變頻調(diào)速、正反向運(yùn)行，應(yīng)用矢量控制變頻器實(shí)現(xiàn)在任何負(fù)載條件下進(jìn)行最大效率的控制，有較寬的調(diào)速范圍，并帶有完善的保護(hù)功能，滿足主電機(jī)的安全運(yùn)行。10、設(shè)置四個(gè)雙輸出編碼器，分別安裝于電機(jī)主軸、滾筒主軸、兩個(gè)天輪；并分別接入兩套PLC系統(tǒng)參與監(jiān)測(cè)和控制。11、監(jiān)控系統(tǒng)采用高配置工控機(jī)，監(jiān)控軟件采用西門(mén)子WINCC V6.0 1024點(diǎn)

16、完全版，實(shí)現(xiàn)多畫(huà)面實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)狀態(tài)、故障做到準(zhǔn)確顯示和實(shí)時(shí)報(bào)警，全漢化顯示；具備齊全的人機(jī)對(duì)話及記錄顯示功能，畫(huà)面上能直觀了解到提升機(jī)運(yùn)行的實(shí)時(shí)工況，發(fā)生故障時(shí)能自動(dòng)彈出故障界面，并引起司機(jī)注意。歷史記憶至少保存10天的運(yùn)行數(shù)據(jù)（提升勾數(shù)、每勾運(yùn)行時(shí)間等）；故障記錄（故障發(fā)生時(shí)間、故障類型）至少保存30天的數(shù)據(jù)，記憶數(shù)據(jù)不可修改刪除。該工控機(jī)與控制用的PLC通過(guò)電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，所有報(bào)警和操作信號(hào)，能在顯示器顯示，并可隨時(shí)打印。實(shí)現(xiàn)提升全過(guò)程的位置、速度監(jiān)控。上位機(jī)能顯示如下參數(shù)：提升速度數(shù)字顯示 ；容器位置數(shù)字顯示；液壓站油壓油溫顯示；潤(rùn)滑油壓油溫顯示；安全回路狀態(tài)監(jiān)視；安全回路圖；提升容器

17、位置柱狀顯示；提升速度曲線顯示； 故障顯示；提升方向顯示；操作方式顯示。12、操作臺(tái)上應(yīng)裝有指示燈、儀表、選擇開(kāi)關(guān)、控制手柄、閘控手柄、按鈕、聲響設(shè)備等，能實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)行的各種控制工藝要求。主要有：工控機(jī)一臺(tái)；制動(dòng)手柄、主令手柄；自動(dòng)/手動(dòng)、檢修方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、調(diào)繩轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)過(guò)卷旁路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；急停開(kāi)關(guān)；調(diào)繩按鈕；控制電源開(kāi)關(guān)；液壓泵起停按鈕；潤(rùn)滑泵起停按鈕；故障復(fù)位按鈕；半自動(dòng)開(kāi)車確認(rèn)按鈕。儀表主要顯示：深度指示、提升速度、電機(jī)的電流和電壓、制動(dòng)油壓、潤(rùn)滑油壓等，顯示儀表均為數(shù)字式，另外配有模擬深度顯示光柱。13、變頻器應(yīng)配有抑制電磁干擾和諧波干擾的電抗器，在供電回路中加入電源濾波器，使整個(gè)系統(tǒng)不

18、受外界電磁干擾、供電電源的干擾，也不對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生危害性的干擾。14、系統(tǒng)應(yīng)與信號(hào)系統(tǒng)合理配合，安全準(zhǔn)確完成斜井提升任務(wù)。電控柜為大玻璃、噴塑面板、模塊化組件、分體組合柜結(jié)構(gòu)；操縱臺(tái)為組合式，美觀并且便于維修。5.4  PLC控制系統(tǒng)技術(shù)要求1）采用雙路供電再加UPS的供電方式，保證系統(tǒng)的可靠供電，達(dá)到可靠控制的目的。兩套PLC分別由兩套 UPS供電。2）PLC控制系統(tǒng)采用雙PLC同時(shí)運(yùn)行、互相監(jiān)測(cè)、輸出保護(hù)冗余的控制方式。這種控制方式是兩套PLC均處于運(yùn)行狀態(tài)，一主一輔，主PLC進(jìn)行控制，輔PLC進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)任何一臺(tái)PLC發(fā)現(xiàn)需安全制動(dòng)故障時(shí)，均可斷開(kāi)安全回路保護(hù)停機(jī)；或當(dāng)任何一臺(tái)PLC發(fā)生故障時(shí)，另一套PLC均可斷開(kāi)安全回路保護(hù)停機(jī)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)冗余。3）采用雙PLC接點(diǎn)串、并的形式進(jìn)行輸出控制。安全回路采用兩套PLC輸出接點(diǎn)串聯(lián)方式進(jìn)行控制，須安全制動(dòng)類故障發(fā)生時(shí)，兩