崔德财

[摘 要] 描述的是与煤矿系统密切相关的矿用提升机的模拟实训仿真装置，装置严格按照矿用提升机的实体经过调研、论证、设计、开发、组装、调试、试运行、正式运行等环节而来。系统可作为煤矿企业提升机司机培训和安全培训之用，也可作为煤炭行业所属技工类院校“矿井提升设备”课程的辅助教学手段及教学工具。

[关 键 词] 模拟系统；可编程控制器；变频调速

[中图分类号] G718 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）11-0169-01

煤矿是国家的支柱性产业。随着时间的推移，越来越多的煤矿被产能低所束缚。鉴于这种情况，国家花大力气来改善现有设备，一些高科技的设备应运而生，但是工人的知识层面比较低，如何在短期内让其熟练掌握一些基本常识，比如：操作、维护、保养等，显得十分重要。该系统基于此情况下经过两年的时间正式交付使用，弥补了煤矿工人、技术人员和煤矿相关专业学生专业上的不足。

矿用提升机模拟系统保留了原有的机械部分，只是按比例进行了缩放。传统液压部分由电气部分联合来实现自动，原因是传统的液压部分比较笨重，体积较大，操作维修比较麻烦，且花费较高。本系统电气部分重点是通过可编程控制器，也就是电气专业中的PLC，结合变频器来实现急停、停止等功能。这种变频调速的方法在现在的自动控制中应用比较广泛，且控制效果较好，通过调整变频器的上、下坡时间，使得轿厢在需要停止的层数上减少误差。

一、矿用提升机模拟系统结构和组成

（一）结构

本系统由电气控制机械部分来实现轿厢的上、下。主体的搭配和协调通过传感器和接近开关来实现，具体环节有：手动操作柄、脚踏操作踏板通过气动部分对轿厢的门、限位来实现；触摸屏是通过编码器模拟量来实现轿厢的高度和位置的显示；轿厢的上、下限位通过接近开关来实现，并且配有终端保护连接器。指示灯是通过中间继电器来实现。传统的急停按钮、来电显示、整体框架继续保留。

（二）组成

本系统从严格意义上来讲，只包括机械部分和电气部分。

1.机械部分。（1）制作提升系统上下平台；（2）制作井筒及罐道系统；（3）制作井上下轨道；（4）制作矿车；（5）制作罐笼；（6）制作井架；（7）制作导向绳轮；（8）制作低速联轴器；（9）制作高速联轴器；（10）制作卷筒等。

2.电气部分。（1）制作提升机电气操作台；（2）制作电源模块、制作按钮操作模块（开关量）；（3）制作指示灯显示模块；（4）制作罐笼操作模块；（5）制作仪表显示模块；（6）制作触摸屏操作显示模块（数字量）；（7）制作plc主控模块（开关量、模拟量、数字量）；（8）制作变频器模块；（9）制作继电器模块；（10）制作保护模块、制作气动系统模块、制作执行机构模块（电动机、气缸）等。

二、矿用提升机模拟系统保护

1.系统采用了PLC变频器、工业触摸屏等其他電器元件，同时系统还采用了开关量、数字量来完成罐笼的准确可靠运行（国内首创）。

2.提升机仿真系统的制动系统、挡车系统、衔接系统、安全门等全部采用气动传动，实现了自动控制，且实现了互锁。

3.衔接系统与提升机动力系统实现了互锁。

4.井口安全门与提升机动力系统实现了互锁。

5.仿真系统具有过卷、过放保护，过速保护，松绳保护，过流过压保护，这也就保证了提升机仿真系统在安全可靠的情况下

工作。

三、矿用提升机模拟系统的应用价值和经济效益

矿用提升机模拟系统应用于非常广泛的领域。首先，对于首次走上煤矿提升岗位的青年员工，通过学习该系统，掌握基本的操作要领和具体步骤后，才可以操作实实在在的提升设备。其次，对于刚入学的技校或大学的学生，理论课学习完后，专业课学习的同时加入该系统的模拟练习。通过练习，学生掌握提升机的结构、组成等基本信息。采用硬件和软件相结合的思路来认真地学习和研究提升机系统，为以后走上工作岗位进行预热。再次，对于转岗的工人，除进行简单的理论学习外，培训的大部分时间都在模拟系统上实习实训，让学员模拟操作环境进行操作，让其掌握和实体一样的操作环节和步骤，为上岗节省了大量时间。

矿用提升机模拟系统不仅为企业的培训节省了大量的培训费，一是可以采购这样的设备让员工进行模拟学习，让员工不断操作，使操作步骤熟练于心。以前在培训方面都是在省外高校有相关设备的地方进行学习，员工花费很多的时间出去学习，企业拿出一笔很大的费用，往往培训效果不尽如人意。同时，还耽误企业的生产。二是可以来学校进行培训，优势在于不用专门抽时间，不用耽误生产，不用太多的费用就可以学到与煤矿提升实体一样的设备知识。可以利用周末休息时间学习，和设计者进行交流，同时可以学到维修常识和注意事项。

本系统从开始到结束历经一年的时间，重点集中在前期的调研、论证阶段。调研的地点是集团所属各大煤矿，并深入一线和操作者进行交流，把他们在日常工作中的经验和想法反馈回来，形成可行性文件进行论证。在此基础上进行设计、开发、组装，因为相关例子在国内还是比较少，有些非标的零件经过数控、焊接等相关专业辅助而成。本系统在使用中得到了使用者的一致

好评。

参考文献：

胡勇，付胜.矿用提升机运行状态监测系统的应用[J].中国设备工程，2010（8）.