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不間斷電源系統(tǒng)在煤礦工作中的設(shè)計(jì)與管理
1可編程序控制器的設(shè)計(jì)
可編程序控制器可編程序控制器的英文縮寫是PC,為了不與個(gè)人計(jì)算機(jī)混淆,通常簡稱為PLC。它是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體、自動控制、數(shù)字以及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而發(fā)展起來的一種工業(yè)自動控制裝置,已成為自動化系統(tǒng)的基本裝置。它具有數(shù)字量控制、模擬量控制、數(shù)量計(jì)算控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測、閉環(huán)過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信及互聯(lián)網(wǎng)等功能。可靠性高、抗干擾性能強(qiáng);靈活性好、功能齊全;模塊化結(jié)構(gòu)、使用方便;安裝方便、調(diào)試方便;體積小、能耗低是其具有的特點(diǎn)。使用PLC進(jìn)行故障檢測,可以簡單、準(zhǔn)確地對電源模塊、輸入與輸出模塊進(jìn)行檢測。目前,煤礦機(jī)電系統(tǒng)控制的主流控制設(shè)備就是PLC。
PLC在提升機(jī)電控系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)礦用提升機(jī)被稱為煤礦開采工作的咽喉,在井上與井下的聯(lián)系中有著非常重要的作用。由于工作性質(zhì)和特殊的環(huán)境性,在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮抗干擾性、結(jié)構(gòu)組成等因素,一般采用冗余機(jī)構(gòu)形式和模塊結(jié)構(gòu)。前者,一旦發(fā)生故障,備用裝置可以立即投入使用;后者能在故障出現(xiàn)的時(shí)候,做到及時(shí)更換,并使系統(tǒng)恢復(fù)正?;L嵘龣C(jī)電控系統(tǒng)由主控系統(tǒng)、輔助控制系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等組成。主控系統(tǒng)砸控制過程中,可以將速度、電流大小等情況與其它控制子系統(tǒng)進(jìn)行相互交換,共同完成控制工作。輔控系統(tǒng)屬于模擬量控制,由各種回路如深度指示器回路、各種電路回路、測速回路等組成。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以將風(fēng)機(jī)等運(yùn)行狀態(tài)直接顯示出來。關(guān)于主控系統(tǒng),使用PLC繼承高速計(jì)數(shù)輸入口,安裝編碼器在電機(jī)主軸進(jìn)行采集信息,同時(shí)監(jiān)視速度與深度。通過對井筒、深度指示器的各階段進(jìn)行行程開關(guān)和磁開關(guān),來確定罐籠位置,以實(shí)現(xiàn)精確的停車位。對于上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與PLC,并配備打印機(jī)與顯示器共同來完成智能化的后臺運(yùn)行和管理,并顯示運(yùn)行信息等監(jiān)視功能;下位機(jī)要承擔(dān)信號、數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)。提升機(jī)的信號如運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)、操作信號、保護(hù)信號等來自于不同環(huán)節(jié),將這些信號引入到主控系統(tǒng)中,通過邏輯運(yùn)算和閉鎖,產(chǎn)生控制指令。這些信號分為輕、中、送回安全回路與PLC,有系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算與判斷,最后通過機(jī)械結(jié)構(gòu),如施閘、電氣制動等來執(zhí)行不同類型的故障處理。
2蓄電池的管理
蓄電池作為一種儲能設(shè)備,具有穩(wěn)定、可靠、方便等多種特點(diǎn),廣泛用在煤礦、不間斷電源等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。蓄電池的作用是通過數(shù)據(jù)采集而實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,并盡量保證各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。目常使用的蓄電池有三種,它們能在短時(shí)間內(nèi)輸出大流量:經(jīng)濟(jì)型HS蓄電池、長時(shí)間放電型的CS型、小型密封式M型電池。蓄電池故障或失效一般表現(xiàn)為內(nèi)電阻增大、端電壓不夠、容量不足、瞬間放電電流不滿足負(fù)載啟動要求等,而這些失效是造成不間斷電源系統(tǒng)故障的最重要的原因,它工作的可靠性直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性,因此,對蓄電池的管理至關(guān)重要。
充電、放電要有規(guī)律。蓄電池長期閑置或者是使用不當(dāng)會造成蓄電池長期不放電而處于浮充狀態(tài),會造成“硫酸鹽化”(大量的硫酸鉛吸附到電池的陰極表面),這些對電池的充電、放電造成不好的影響而導(dǎo)致電池“活性”下降,縮短電池的使用壽命。要想保持一個(gè)良好的電池使用度,應(yīng)該每隔3~4個(gè)月就應(yīng)該進(jìn)行一次充電、放電。
控制放電的深度。放電深度是指在蓄電池的使用中,電池放電的安時(shí)數(shù)占標(biāo)稱容量安時(shí)數(shù)的百分比。蓄電池的使用壽命與電池放電的深度有著密切的關(guān)系。深度放電會使內(nèi)阻增大,這是蓄電池內(nèi)部極板表面硫酸鹽化的結(jié)果,甚至?xí)斐伞胺礃O“現(xiàn)象和電池的永久性損壞。所以,在電池放電過程中,一定要控制電池放電的程度,切勿進(jìn)行深度放電。
保持一個(gè)合適的溫度。蓄電池的最佳使用溫度是攝氏20~25度,這個(gè)溫度可以延長電池的使用壽命。當(dāng)溫度較高的時(shí)候,電池的容量會下降,會造成永久性的損壞。同時(shí),過高的環(huán)境溫度又會加速電池內(nèi)部化學(xué)活性的活動,產(chǎn)生大量的熱能;熱能過高的排放,又會讓周圍的環(huán)境溫度上升,如此循環(huán)反復(fù)會加速縮短電池的壽命。而當(dāng)溫度較低時(shí),鉛板容易粉化而失去蓄電性能。
禁止新、舊電池的混用,避免過電流、過電壓充電。新電池電阻比較小,舊電池的電阻相對增大,如果混合使用,不同的電阻會造成不同的電壓,而不同的電壓又會對影響電流:電阻大,分壓大,會有過壓充電現(xiàn)象發(fā)生;電阻小,分壓小,容易造成過流問題出現(xiàn)。過流充電是由于電池內(nèi)部正負(fù)極板彎曲,表面的活性物質(zhì)脫落,電池可使用容量下降;過壓充電會造成電解液中的水被分解而變成氣體,所以,要提高電池的使用壽命,切勿新舊電池混用。
作者:魏景峰王龍生單位:萊蕪市萬祥礦業(yè)有限公司機(jī)運(yùn)部