礦井斜巷架空人車的應用

賈云志

摘要:結(jié)合《煤礦固定抱鎖器架空乘人裝置》技術(shù)標準,引進PLC自動控制系統(tǒng),在架空乘人裝置原有的打滑、脫繩、越位、拉線急停等保護功能基礎上,增加了上水平與運輸絞車閉鎖和下水平與鐵道阻車器互鎖等保護功能,確保架空乘人裝置在混合巷道等特殊使用環(huán)境安全運行。

Abstract:Combining with the technical standards of the Mine Fixed Grip-lock Device by a Person Installs Overhead, PLC automatic controlling system is brought in. On the basis of slipping off rope, crossing the line, pulling emergency stop and other protection functions, up- level and transport winch latch and the down- level and railroad car stop interlock protection function are added in order to keep the space vehicles operating safely in the mixed roadway and other special environment.

關(guān)鍵詞:架空乘人裝置;PLC;安全控制

Key words:space vehicle device; PLC; safety control

中圖分類號:TD26 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0053-01

1原控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點和工作原理

原架空乘人裝置電氣控制系統(tǒng)由動力開關(guān)、限位開關(guān)、急停開關(guān)和控制按鈕等組成。由于各種保護主要依靠機械動作的保護開關(guān)完成,系統(tǒng)配置較低,無法對超速和打滑故障進行有效保護,而且時常發(fā)生保護失靈和保護誤動作故障,設備運行的安全性和可靠性得不到保障。

另外,由于煤礦井下人員三班作業(yè)及工作性質(zhì)不同,零散人員比較多,上下班乘坐架空乘人裝置的時間不集中固定,設備經(jīng)常處于空載運行狀態(tài),不但浪費電能,不符合節(jié)能要求,而且還增加了機械和鋼絲繩的磨損,導致設備使用壽命縮短。

2PLC可編程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點和工作原理

2.1 系統(tǒng)功能煤礦井下架空乘人裝置PLC可編程控制系統(tǒng)主要可以實現(xiàn)如下控制和保護功能:(1)計時減數(shù)控制和顯示,實現(xiàn)無人值守功能。(2)乘人裝置電控系統(tǒng)與絞車電控系統(tǒng)具有可靠的電氣閉鎖。(3)乘人裝置電控系統(tǒng)與車場阻車器具有可靠的電氣和氣動互鎖。(4)多點閉鎖和閉鎖站點顯示。(5)打滑保護。(6)到站語音提示。(7)越位保護。(8)脫繩保護。(9)沿線聲光信號通訊功能。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成和結(jié)構(gòu)特點煤礦井下架空乘人裝置PLC可編程控制系統(tǒng)由礦用隔爆兼本質(zhì)安全型乘人裝置控制箱、礦用本質(zhì)安全型乘人裝置分控箱和各種保護傳感器及控制電纜組成。

礦用隔爆兼本質(zhì)安全型乘人裝置控制箱采用LG(K7M-DR40U)高速可編程控制器為核心,組成具有控制、狀態(tài)顯示、記時自動停車和起車告警等功能為一身的先進控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,功能完備,安全性和可靠性較上一代產(chǎn)品均有大幅度提高。隔爆兼本質(zhì)安全型乘人裝置控制箱外形為直式方形結(jié)構(gòu),主要有下箱體和上線腔兩部分,下箱體有抽屜式芯架,機芯架安裝在下箱體的四個固定孔上,由緊固螺栓固定,上接線腔內(nèi)有三個主接線柱,另外還有六個九芯接線柱和四個四芯接線柱用來外接反饋信號、遠控、近控及工作狀態(tài)信號,為隔爆兼本安型接線腔。

主控制系統(tǒng)裝于隔爆箱內(nèi),電源采用單相660V輸入,可輸出一路±12V本安電源,并具有高亮度LED顯示電源、運行、閉鎖等狀態(tài)指示。

礦用本質(zhì)安全型乘人裝置分控箱采用本質(zhì)安全型結(jié)構(gòu),有多個喇叭口供進出控制電纜使用,可以懸掛在兩側(cè)的巷道壁上。每個分控箱有各自獨立的站號,分控箱可以接收來自主控制箱和其它分控箱的運行、故障和閉鎖信號,把信號發(fā)往控制箱,并顯示記時、閉鎖點的站點,以及故障原因。分控箱為橫式長方形的本安型殼體外形結(jié)構(gòu),兩側(cè)共有四個小喇叭口進出端,內(nèi)有兩個熱二十點接線端子。

2.3 技術(shù)特性礦用隔爆兼本質(zhì)安全型乘人裝置控制箱:①輸入電壓:AC660V;②最大工作電流:0.5A;③本安輸出:本安最大開路電壓DC+12.5V;④運行時間:可根據(jù)用戶實際使用要求調(diào)整;⑤防爆型式:礦用隔爆兼本質(zhì)安全型;⑥工作形式:連續(xù)。礦用本質(zhì)安全型乘人裝置分控箱:①工作電壓:12VDC;②控制距離:0-2km;③防爆型式:礦用本安型本安最大輸出電流1.3A;④運行時間:60分鐘(可調(diào));⑤防爆標志:ExibI;⑥工作形式:連續(xù)。

2.4 工作原理該系統(tǒng)以PLC為核心控制器件,具有計時自動停車、急停閉鎖、與絞車的電氣閉鎖、與車場鐵道阻車器電氣(氣動)互鎖、脫繩保護、越位保護、打滑保護、起車告警、多點控制、狀態(tài)和記時顯示等功能。

控制箱門上設有起動按鈕、停止按鈕和復位按鈕,顯示窗可以顯示電源、運行、沿線閉鎖、絞車閉鎖、脫繩保護、越位保護、過載保護等狀態(tài),當分控箱發(fā)出起車信號后,乘人裝置延時告警起動;如果沿線閉鎖,乘人裝置立即停車并無法起車。PLC設定運行時間初始值為15分鐘,15分鐘后自動停車,用戶可按起動按鈕使乘人裝置繼續(xù)工作。實際運行時間可根據(jù)架空乘人裝置單程運行時間通過繼電器板撥碼開關(guān)進行設定。

打滑保護安裝在機頭的托輪處、越位保護安裝在機頭或機尾規(guī)定下車的地方,脫繩保護安裝在變坡處。沿線每隔50-100米設置聲光信號裝置,乘人裝置人行道一側(cè)從機頭開始每隔50-100米應安裝一臺沿線停機的急停開關(guān)。所有傳感器將運行信號通過控制電纜傳輸給PLC進行數(shù)據(jù)分析處理,PLC根據(jù)設備運行狀態(tài)實現(xiàn)控制和保護功能。

該控制系統(tǒng)尤其適宜在混合巷道安裝使用,由于混合巷道一端安裝運輸絞車,運輸絞車和架空人車絕不允許同時運行,系統(tǒng)具有電氣閉鎖功能;另一端為車場,架空人車工作時防止礦車進入其運行區(qū)域發(fā)生危險,必須在車場鐵道設置阻車器,架空人車和車場阻車器具有電氣和氣動互鎖功能。

3結(jié)束語

煤礦井下架空乘人裝置安全控制系統(tǒng)是設備安全運行的可靠保證,利用本系統(tǒng)可拓展煤礦井下架空乘人裝置的應用環(huán)境,在提高架空乘人裝置安全性和可靠性前提下,既減少了設備的無效運行時間、延長了設備使用壽命,又節(jié)約了能源、降低了生產(chǎn)成本,同時由于系統(tǒng)可實現(xiàn)無人值守運行,從而為企業(yè)減少了開支。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、原理簡單,可靠性高、安全實用、安裝維護方便,在煤礦井下架空乘人裝置中應用,具有很好的推廣價值。

參考文獻:

[1]蔡崧.傳感與PLC編程技術(shù)基礎[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.

[2]許 ,等.電器控制與PLC控制技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.

[3]王永華,等.現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù)[M].北京:北京航天航空大學出版社,2003.