全数字直流控制提升机系统实训装置(工程型)
一、概述
矿井提升机复合控制系统即全数字直流控制提升机系统实训装置(工程型)主要由操作台、控制柜、主提升机控制实物对象模型组成。利用PLC及直流调速器代替原控制系统中的继电器逻辑系统、速度处理系统以及各信号反馈系统等利用操作台上的人机界面对提升机位置、速度及各状态进行监控。该实训装置设计方案,从实际的矿并提升设备出发,按实际比例缩小的模拟仿真实训装置,适用于主提升机操作工、矿井维修电工、矿并维修钳工等各机电工种的职业技能培训、考核。
通过对我国现有矿并提升系统仿真实训与培训的状况进行调研,我们发现,在目前我国矿井提升系统实训教学中,由于实训教学设备的限制,而采用理论教学和设备实训分开教学的模式,这种模式在理论教学阶段,学生学习不直观,对整个系统、电气设备只有抽象的认识,不便于理解掌握及应用,而在采用实际设备进行实训教学时,由于矿并提升系统庞大,设备众多,投资巨大,各院校实训、培训与考核这方面的项目不具备条件,而到生产单位去实训、培训、考核,由于生产和安全的限制,既不现实,也不允许,所以达不到实训与培训教学的目的,既使大投入购买了实际生产设备,但由于在实训、培训教学时,元器件、设备损坏率很高,设备维护费用很高,从而实训与培训费用均很高,同时这种教学模式也不能做到集讲授、训练、考核于一体,达不到良好的培训教学效果。为此,开发矿井提升机复合控制系统应达到如下目的:
1、为学员提供操作培训训练的机会,包括全数字提升机控制系统设备的使用、编程、调试等操作,提高自主维护和完善调试系统的能力；
2、为学员提供拓展学习的机会,帮助他们学习掌握PLC、交、直流双闭环调速装置、现场总线、触摸屏、上位计算机、智能仪表等全数字提升机控制系统相关技术知识,提高技术水平;
3、为学员提供晋级训练的机会,通过熟悉仿真系统构成、功能和·性能,分析处理模拟故障,实现计算机出题,自动判分的培训考核平台:
4、通过矿井提升机复合控制系统的仿真研究与开发,使系统达到国内领先水平,为矿并提升系统的实训与培训教学提供科学的教学手段；
5、为我国矿井提升系统的实训和培训教学提供紧跟煤矿生产技术的发展、高安全、低成本、培训效果好、形象直观、高效实用的教学平台;
6、充分利用我公司人力、设备资源,减少实训设备损坏率和实训材料的消耗量,节省总体实训费用;
7、通过研究与开发,实现仿真提升系统的现场工作环境,较大程度改善教学脱离实际的不足,切实提高矿井提升系统实训和培训教学的质量,使实训和培训教学水平再上新台阶
8、紧密结合我公司生产实际,注重新技术、新工艺、新设备的应用,以培养更加适应公司发展需求的技能型人才。
二、主要功能和特点
(一)主要功能
1、教学培训--以直流调速、PLC应用、电气控制等培训教材为基础,提供与课程内容对接的实验实训培训教程。
2、操作培训--以全数字提升机控制系统一般操作流程为基础,提供一般工况和特殊工况下的模拟操作;
3、维护培训--以全数字提升机控制系统日常维护及故障排除为基础,提供日常维护项目及预定故障排除的训练;
4、查线接线训练--以全数字提升机控制系统模拟装置原理图为基础,提供按预定目标进行查线接线训练;
5、技术革新-提供PLC、调速装置、继电控制、工控机等硬件和软件平台,为技术革新编制程序或开发系统提供实验条件。
6、鉴定考核--提供智能考核系统,电脑出题、自动评判,实现培训技能考核的公平与公正。
（二）特点
1、井架模型部分参照实际尺寸按一定比例缩小设计;
2、电气线路接点在控制柜面板上均有相应测试点,主要是便于学生检修故障
3、装置上配有智能考核单元模块,并设有240× 128点阵蓝底背光液晶显示屏及PVC轻触键盘,使考核管理及信息管理方面更加方偶在配置选择上更加灵活。
三、结构组成
实训培训装置设计成三部分,即控制柜、操作控制台和提升机模型。
1、控制柜部分
(1) 控制柜门
在控制柜门上装有高压电源进线开关QS2(备用开关QS3),高压隔离开关QS1,高压断路器QF,同时安装有电压表和电流表。电压表用来监视主回路电压,电流表用来监视电动机定子电流。
(2) 高压主电路及保护回路部分
该部分包括电流互感器、电压互感器、过电流继电器、熔断器、欠电压继电器、主接触器。
(3) 直流调速器部分
该部分由直流调速器组成。
(4) 智能考核部分
该部分包括"240× 128点阵蓝底背光液晶显示屏”及PVC轻触键盘,用于智能考核的设故、排故。
(5) PLC控制部分
该部分的PLC主机采用西门子S7-300系列CPU313 C主机产品。
2、操作台部分
该部分集中了提升机的启动、运行、制动操作及状态监控。
(1)指示部分包括MT4523T人机界面、高压电压表、定子电流表、制动油压表等。
(2)操作部分:包括工作闸制动手柄SA2、主电动机操纵手柄SA1正力减速开关SA3、调绳转换开关SA4、过卷转换开关SA5及辅助回路电源开关QC1,QC2、QC3等。
(3)在操作台底部安装有脚踏动力制动开关SF2 (左边)和紧急停车开关SF1,用于提升机的制动及紧急停车。
3、提升机模型部分
井架模型部分参照实际尺寸按一定比例缩小设计,该部分组成包括井架部分、主轴控制部分、液压部分。
井架部分 模型开关盒
(1)井架部分:分为井上和井下,组成包括模型开关盒、罐笼、矿用电铃、警示灯、换向开关、限位开关等。
(2)主电动机控制部分:
该部分有主电动机(直流电动机)、减速器、编码器、主轴、固定滚筒、游动滚筒及制动油泵电机等组成。
(3) 液压控制部分:
该部分主要有高压滤油器、耐震压力表、比例压力溢流阀、三通电磁换向阀、四通电磁换向阀、压力继电器等组成。
四、主要技术要求
1、输入电压:三相五线制380V±10% 50Hz;
2、工作环境:环境温度-5℃~+40℃,相对湿度<85% (25℃),海拔<4000m;
3、装置容量: <3KVA
4、装置尺寸:操作台1600mm ×770mm × 1296mm;控制柜2000mm600mmX1200mm;
5、提升模型: 2200mm 1000mm x 1000mm
6、绕线式异步电动机:额定电压AC380V,额定功率500M,额定转速1400r/min
7、该设置配有漏电保护设置,以确保学员实训操作中的安全。
五、实训培训项目
1、煤矿安全生产的法律法规、安全规程、提升设备操作规程和相关制度规定;
2、提升设备的结构组成、工作原理;
3、信号与各种保护的种类及作用;
4、提升机的启动和运转操作;
5、提升机的紧急停车操作;
6、提升设备的维护检修;
7、提升设备的常见故障分析技术及检修动画演示排故帮助信息。
(1)井架部分:分为井上和井下,组成包括模型开关盒、罐笼、矿用电铃、警示灯、换向开关、限位开关等。
(2)主电动机控制部分:
该部分有主电动机(直流电动机)、减速器、编码器、主轴、固定滚筒、游动滚筒及制动油泵电机等组成。
(3)液压控制部分:
该部分主要有高压滤油器、耐震压力表、比例压力溢流阀、三通电磁换向阀、四通电磁换向阀、压力继电器等组成。
四、主要技术要求
1、输入电压:三相五线制380V±10% 50Hz;
2、工作环境:环境温度-5℃~+40℃,相对湿度<85% (25℃) ,海拔<4000m;
3,装置容量:<3KVA
4、装置尺寸:操作台1600mm ×770mm× 1296mm;控制柜2000mmX600mmX 1200mm;
5、提升模型: 2200mm× 1000mmx 1000mm
6、绕线式异步电动机:额定电压AC380v,额定功率500m,额定转速1400r/min
7、该设置配有漏电保护设置,以确保学员实训操作中的安全。
五、实训培训项目
1、煤矿安全生产的法律法规、安全规程、提升设备操作规程和相关制度规定；
2、提升设备的结构组成、工作原理;
3、信号与各种保护的种类及作用
4、提升机的启动和运转操作;
5、提升机的紧急停车操作;
6、提升设备的维护检修;
7、提升设备的常见故障分析技术及检修动画演示排故帮助信息。
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