attachments / ШПУ_2012

Основные аппараты защиты и контроля работы ЭП ШПУ

Важнейшим требованием к ЭП и системе управления ШПУ является безопасность эксплуатации. Крупные клетевые установки перевозят по стволу одновременно до 100 человек. Остановка главного ствола крупной шахты, по которых полезное ископаемое перевозится в скипах ёмкостью от 40 до 50 т, существенно сказывается на производительности всей шахты. Система защиты подъёмной установки включает в себя комплект аппаратов защиты, каждый из которых реагирует на воздействие определённой аварийной ситуации и предохранительный тормоз, который является исполнительным органом всех аппаратов защиты.

Дисковый тормоз

Колодочный тормоз

Основные аппараты защиты и контроля работы ЭП ШПУ

Входные контакты всех аппаратов защиты включены последовательно в цепь катушки контактора KM (предохранительный тормоз), контакт которого управляет клапаном тормозной системы. Все контакты аппаратов защиты в отсутствие аварийной ситуации замкнуты. Эта же цепь используется и для организации нулевой блокировки: включается контактор KM и подаёт напряжение в систему управления после перерыва в питании, контроллер SA0 в нейтральном положении, рукоятка рабочего тормоза SB2 − в положении “заторможено”, нажата кнопка SB1 (зарядка схемы).

+		-
QF	SA0 (КК-0)	QF
SB1		КМ

Зарядка	SB2	SB3	SB4	(ТП)
				KR1 … Кri
	(ВБТР)	(АК)	(АП)
				(Ai …)
КМ	КМ			КМ
	(ТП)			(ТП)
(ТП)

К системе управления ШПУ

Принципиальная схема цепи защиты ШПУ ВБТР – выключатель блокировки тормоза рабочего (снятие «зарядки»)

Основные аппараты защиты и контроля работы ЭП ШПУ

Каждая подъёмная машина в соответствии с правилами безопасности снабжается следующими основными аппаратами защиты и контроля:

1.Концевыми выключателями, срабатывающими при подъёме одного или другого подъёмного сосуда на 0.5 м выше крайнего положения, а также дублирующими выключателями, срабатывающими в этих положениях.

2.Ограничителем скорости, вызывающим разрыв цепи защиты в следующих

случаях:

− превышение в период замедления скорости защитной тахограммы, величина которой в каждой точке пути определяется из условия предотвращения аварийного переподъёма или жёсткой посадки на кулаки;

− превышение максимальной скорости на 15 %; − подход подъёмного сосуда к крайнему положению со скоростью 1 м/с для

клетевых подъёмников и 1.5 м/с для скиповых подъёмников.

3.Защитой от чрезмерного износа тормозных колодок.

4.Защитой от провисания каната и напуска каната в ствол при зависании опускающегося сосуда.

5.Блокировкой, позволяющей включить двигатель в случае переподъёма только в сторону ликвидации этого переподъёма.

ШПУ могут иметь и ряд других специфических защит, обусловленных конструкцией подъёмной установки.

Устройство защиты ШПУ от превышения скорости и пробуксовки канатоведущего шкива
Наиболее важным аппаратом по тяжести аварий, которые он предотвращает,
является релейный ограничитель скорости, наиболее распространённый типа РОС−5914.
Подъёмная машина ПМ оснащена тахогенератором постоянного тока BR и двумя
реостатами R1, R2, движки которых приводятся в движение от кулачков, расположенных на
ретардирующих дисках RD1 и RD2. Эти диски связаны с валом подъёмной машины и делают
не более 1 оборота за цикл подъёма. При подходе одного или другого сосуда к крайнему
			В цепь защиты
положению, кулачок на диске воздействует на ползунок соответствующего
реостата и уменьшает его сопротивление.			KR1	KR2
В таком же темпе должна
снижаться скорость. Если замедление идёт			КR1	КR2
с недостаточным темпом, ток I	+
увеличивается. Это приводит к			I
срабатыванию реле KR2, размыкающий	LBR	BR	UBR
контакт которого введён в цепь защиты.
			R1	VD1
Реле KR1 необходимо для контроля	-
максимальной скорости. Если			R2	VD2
размыкающий контакт введён в цепь
разрешения пуска машины. Реостаты R1 и
R2 работают по очереди за счёт изменения	ПМ
полярности напряжения UBR в соседних			RD1	RD2
циклах и наличие диодов D1 и D2.

R1

R2

Принципиальная схема ограничителя скорости РОС - 5914

Устройство защиты ШПУ от превышения скорости и пробуксовки канатоведущего шкива

Такие устройства широко распространены на подъёмных установках, однако имеют ряд недостатков: малый масштаб по пути; низкая стабильность уставки срабатывания; недостаточный контроль максимальной скорости, так как реле KR1 имеет разброс уставки срабатывания; появление погрешностей (проскальзывание) на фрикционных ШПУ после ремонтных работ, поэтому на действующих установках обязательно требуются применение дублирующих ограничителей скорости.

В настоящее время получают всё больше распространение ограничитель скорости ОСПМ, имеющий комбинированную цифро-аналоговую схему (рис.). Аппарат имеет 2 независимых идентичных канала (I и II):

1)фотоэлектрический датчик импульсов, взаимодействующий с модулятором на окружности барабана (DU1 и DU2) для первого и второго канала соответственно;

2)герконовые датчики, установленные в стволе вначале участка замедления сосуда, идущего вверх (K1 и K2 − для первого канала, K3 и K4 − для второго канала).

Эти выключатели взаимодействуют с постоянными магнитами, закреплёнными на сосудах. Импульсы датчика DU с помощью функционального преобразователя частотанапряжение преобразуются в аналоговый сигнал действительной скорости vд. Кроме того, этот же датчик DU связан с реверсивным двоичным счётчиком РДС, направление счёта которого (сложение или вычитание) определяется информацией о направлении движения подъёмного сосуда, содержащегося в сигнале DU.

Устройство защиты ШПУ от превышения скорости и пробуксовки канатоведущего шкива

При помощи K1 и K2,

а

также

DU2

логического

устройства

ЛУ

на

DU1

протяжении

всего

ствола

от

РДС

ЦАП

h

√

крайней нижней точки до точки

К2 К4

К3 К1

ϑз

ϑд

установки

выключателей

(начало

f/U

участка

замедления)

счётчик

РДС

ЛУ

удерживается в состоянии, когда

УС

в нём записан двоичный код

длины участка замедления. В

I канал

момент

срабатывания

K1

(для

УВК

ПУ

первого скипа) или K2 (для

второго скипа), РДС вступает в

КR1

КR2

работу и работает на вычитание

при движении соответствующего

1

2

скипа вверх и на сложение при

движении вниз. Т.о., текущий код

II канал

в РДС соответствует пути,

который

осталось

пройти

данному

скипу

до

верхнего

1

2

крайнего положения (координата

Функциональная схема ограничителя скорости ОСПМ

Н).

1

В цепь пуска

2

В цепь защиты

Устройство защиты ШПУ от превышения скорости и пробуксовки канатоведущего шкива

При помощи ЦАП этот код непрерывно превращается в аналоговый сигнал h, который после извлечения корня превращается в сигнал скорости заданной тахограммы:

v3 = 2a3h = k h,

а3 − замедление по заданной тахограмме.

В устройстве сравнения УС сигналы vд и v3 сравниваются, и в случае vд>v3 происходит срабатывание порогового устройства ПУ, реле KR2 обесточивается, разрывая свой контакт в цепи защиты. Аналогично работает второй канал. В каждом из каналов имеется устройство взаимного контроля УВК, в котором сравниваются аналоговые сигналы с выхода УС первого и второго каналов. В случае недопустимого расхождения этих сигналов срабатывает реле контроля KR1, при этом заданный цикл разрешается завершить, а следующий пуск запрещается.

Ограничитель скорости ОСПМ имеет необходимый уровень надёжности. В случае проскальзывания каната на многоканатных машинах синхронизация аппарата обеспечивается автоматически в точке начала участка замедления за счёт установки герметичных контактных датчиков K1…K4 непосредственно в стволе.

Многоканатные подъёмные машины должны оснащаться защитой от пробуксовки канатоведущего шкива при неподвижных канатах. Эта защита должна срабатывать в случае перегрузки подъёмных сосудов или их застревания. Пробуксовка приводит к перегреву прессмассовой футеровки канатоведущего шкива и к её тепловому разрушению.

Применяемая в настоящее время аппаратура защиты работает на принципе сравнения перемещений навивочной поверхности шкива и канатов. Датчиком перемещения служит импульсный преобразователь, соединённый с валом подъёмной машины, а датчиком перемещения каната служит импульсный преобразователь, соединённый с отклоняющим шкивом.

Устройство защиты ШПУ от превышения скорости и пробуксовки канатоведущего шкива

			С
КШ		Д1
			СЧ1	РЗ	В цепь
			Сброс		защиты
		Д2
			Сброс
Fп	F0		СЧ2	РК	В цепь
			С		сигнализации

ОШ

Функциональная схема аппарата защиты от пробуксовки канатоведущего шкива

Реальная уставка такого аппарата защиты определяется коэффициентом пересчёта счётчиков и квантом путевых импульсов. Допустимый из условия перегрева футеровки путь скольжения каната определяется из теплового баланса работы трения и работы, необходимой для разогрева футеровки до её размягчения. При условии допущений, идущих в запас, опасная пробуксовка составляет около 20 м. При движении подъёмного сосуда вниз иногда происходит его застревание (зависание), которое обусловлено дефектом направляющих или искривлением ствола, а также при попадании посторонних предметов на проводники. В случае многоканатной подъёмной машины застревание сосуда вызывает пробуксовку канатоведущего шкива и срабатывания описанной выше защиты.

Устройство защиты ШПУ от превышения скорости и пробуксовки канатоведущего шкива
На ШПУ, оснащённых барабаном, зависание опускающегося сосуда приводит к
напуску каната в ствол. Срыв сосуда при этом сопровождается разрушением каната. К
сожалению, до сих пор надёжных устройств защиты от напуска канатов не существует, и
проблема требует своего решения. Поскольку клети ШПУ оборудованы парашютами, такие
аварии исключены. На скиповых установках случаи обрыва каната часто приводят к
значительным простоям шахт.
В цепи защиты обычно включено большое количество контактов (10−15) различных
аппаратов. Отыскать причину разрыва цепи защиты и предохранительного торможения
зачастую бывает трудно. В настоящее время создаются диагностические системы для ШПУ,
которые в числе других задач решают задачу: какой из аппаратов защиты вызвал
предохранительное торможение. На рис.			вариант	схемы	отбора	информации
непосредственно от цепи защиты.				КМ	-
+	Ki		Ki+1
					ТП
	R	R	R	R
				R ≥ 50 кОм
	VS
ELi	UD
				ELi+1
				TV
Схема отбора информации непосредственно от цепи защиты

Модернизация электропривода и автоматизация шахтных подъемных установок

Требования к ЭП и автоматике подъемных установок.

Эти требования, имеющие рекомендательный характер, можно разделить на три группы:

–требования к функциям систем управления и автоматизации;

–требования к аппаратуре управления, ее конструктивному исполнению и размещению в здании подъемной машины;

–требования к аппаратам и схемам защиты, блокировки и сигнализации.

Система управления и автоматизации должна удовлетворять следующим требованиям:

1.Предусматривать способы управления:

-автоматическое – цикл выполняется автоматически после получения разрешающих сигналов от аппаратов, контролирующих процессы разгрузки и загрузки подъемных сосудов;

-дистанционное – цикл выполняется автоматически по сигналам оператора загрузочного устройства или опрокида;

-местное – цикл выполняется автоматически по команде машиниста подъемной

машины;

-ручное – управление осуществляется машинистом подъемной машины. Автоматическое управление является основным. Остальные способы управления

следует рассматривать, как вынужденные, и применять их только в процессе выполнения пуско-наладочных работ или на период времени, необходимый для устранения неполадок, препятствующих автоматическому управлению.