安全保护系统分析论文

安全保护系统分析论文 1 矿井提升安全保护系统的构成及三级响应 提升机安全保护系统，分为核心运算保护和状态采集保护。前者要对数据进行采集，依靠 CPU 或其它电子模块对采集数据进行复杂运算分析，之后对分析结果进行判定；而后者仅仅直接采集数值，对数值进行判定。核心运算类保护分为传动控制保护和提升工艺保护。传动控制保护，在提升系统电能转换成机械能的转换过程中起控制保护作用；工艺运算保护，则对提升容器在井筒内的机械运动起保护作用。状态采集保护分为机械数据采集保护、供配电数据采集保护、通风冷却数据采集保护、井筒信号数据采集保护。状态采集保护，在提升系统运行中，对各子设备的重要数据进行采集，并判定数据状态。当判定的最终状态对提升传动或提升工艺有危害，或对各子设备有危害时，提升安全保护系统就会依危害程度按不同级别响应。提升系统按危害等级对应三种不同的提升机系统响应，从高到低分为三级：一级紧急停车响应，液压制动，立即合闸；二级电气停车响应，通过电机转矩停车并工作抱闸；三级电气闭锁响应，允许操作提升机继续运行，但抱闸停车后禁止运行。 2 核心运算保护分析 2.1 传动控制保护 传动控制的执行模块是 FM458，是一个高性能控制器，采纳64 位 RISC（简化指令集）CPU，具有强大浮点运算能力，最快循环时间是 0.1ms。它的功能是控制变频传动子系统将提升运行速度、加速度、力/力矩，精确输出到主轴上，让主轴带动滚筒、钢丝绳及与钢丝绳连接的提升容器运动。 2.2 工艺运算保护 工艺运算保护的执行模块是 SIMATICS7-400PLC 的 CPU，它实时检查提升容器编码器（运动状态传感器）的测量状态和运动曲线。 2.2.1 编码器测量状态保护 编码器是一种光电式旋转测量装置，把输出脉冲信号直接输入给 PLC，利用 PLC 的高速计数器对其脉冲信号进行计数，从而解算出提升容器位移和速度。提升系统一共安装了 3 个编码器，分别装在和滚筒内圆接触的橡胶轮上、滚筒的 1 个输出轴上及天轮轴端。3 个编码器在 PLC 中两两比较解算位移和速度，比较结果不符，启动一级紧急停车响应。其中滑绳保护，指主轴编码器和天轮编码器测量位移值不符，往往是钢丝绳打滑造成。同步点跳位保护：容器在井筒中运动，运动距离越长，编码器累积误差越大，为消除累积误差，在井筒内放置一同步开关，当容器经过开关时，编码器测量的实际位移与同步开关位置进行比较，假如误差很小，编码器经PLC 解算的位...