摘要：本文主要介绍了HIVERT高压变频器+PLC对矿井提升机的电控改造过程与效果，事实证明，PLC+高压变频器的交流调速技术方案是提升机电控系统改造的优选方案，克服了传统电控系统的缺陷，调速精度高，运行可靠，而且节电效果显著，具有非常明显的经济效益和社会效益，在矿井提升系统中值得推广应用。
关键字：高压变频器；提升机；PLC；电控系统
一、 矿井提升机概况
冀中能源峰峰集团有限公司薛村矿（风井区）副井提升系统，担负着地面至三水平之间人员、物料、矸石的提升任务，提升机在整个煤矿安全生产中占有重要的地位。因此，要求矿井提升机电力拖动系统具有良好的安全可靠性、控制精度及调速性能。
矿井提升机作为矿山最大的电气设备之一，其耗电量占矿山总耗电量的30%—40%，并且运行特性复杂，速度快，惯性大，一旦提升机失去控制，不能按照给定速度运行，就可能发生超速、过卷等重大安全事故，造成设备损坏甚至人员伤亡。因此，矿井提升机的电控系统的技术性能和可靠性直接影响着矿井的安全生产。
目前，副井提升机电控系统多采用交流电动机转子回路串电阻调速，由于采用常规继电器控制，导致系统调速精度低，可靠性差，维护费用大，电机启动电流及切换电流冲击大，设备运行不平稳，易引起电气及机械冲击；且控制线路复杂，工作稳定性和可靠性差，缺少故障诊断功能，排查故障困难；转子回路串接金属电阻，白白消耗电能造成能源浪费；电机滑环处容易发生接触不良，引起设备故障，造成维护工作量增加及维修材料费用升高；并且所有接线端子裸露在外，暴露在空气中，给提升安全带来极大的危害。因此，对该类型提升机电控调速系统进行改造升级是非常必要的。
二、技术改造的理由
随着薛村矿原煤产量的不断提升，开掘工作量急剧上升，特别是三水平重点工程，随着该工程的快速开拓，矿井排矸量也相应地增加，在现有提升条件下，副井提升系统只能采用压缩检修时间来满足生产需要。
三、 方案实施
拆除原有电控系统的电力拖动部分，重新安装一套全数字高压变频提升机电控系统。全套提升电控主要由高压配电系统、高压变频器、低压电源柜、提升数控柜、全数字高压变频系统、网络化操作台及计算机监控系统组成。操作系统选用西门子公司原装 PLC（S7系列）作为操作控制中心，采用PLC实现对提升机的工艺控制和安全保护；安全保护采用以软件、硬件两路安全回路实现双重保护。
该电控系统具有活跃前端能量回馈特性的四象限变频器，直接向鼠笼式交流电机供电，构成高性能、数字化的高压变频调速系统。具有优于直流电动机的优良机械特性，不仅提升工艺过程优良，具有启动力矩大，过载能力强、调速范围宽等优点，而且节能效果显著，使得整机效率大大提高。
采用6KV/1250KW 的高压变频调速装置将50Hz工频变成0~50Hz连续可调的变频电源，电动状态时从电网吸取能量，使电动机产生电动力；制动状态时工作于逆变状态，将能量返回电网，使电动机产生制动力，完成对电机启动、调速、验绳、低于额定速度运行等控制过程。此外，调速柜柜门上设置有触摸屏控制主界面（12寸真彩汉显操作面板），具有运行参数的实时记录，运行故障查询和参数设定功能。
全数字高压变频提升机电控系统具有如下特性：
1）采用具有活跃前端能量回馈特性的四象限变频器，1、具有启动力矩大，调速范围宽，动态特性精度高等优点；2、具有能量回馈电网功能。电动状态时从电网吸取能量，使电动机产生电动力；制动状态时工作于逆变状态，将能量返回电网，节能效果显著。
2）具有接近于1的功率因数和大于95％的能量转换效率，电流谐波成份少，无须功率补偿器和谐波抑制设备。
3)通过改变送入主电机的电源频率和电压实现对系统速度的控制。
4）全系统实现无极调速， 自动控制运行速度。
5）在系统运行的加、减速阶段，变频系统根据速度要求自动调整输出功率，满足负荷需求，使电能得到充分利用。
6）在负力提升、控制速度运行及减速时，变频系统可将提升系统的机械能部分转变为电能回馈电网，实现节能降耗。
7）启动平稳，无冲击，降低了电机的噪音和故障率，实现系统的软启动，软停止。
8）节能效果明显，大大降低了用电量，节约了运输设备对电能的损耗。