焦家寨礦副立井提升信號系統(tǒng)PLC控制的應用

摘#8195;要介紹了焦家寨煤礦副立井直流提升機電控系統(tǒng)PLC技術改造及應用情況。改造后的PLC提升系統(tǒng)效果良好，安全性得到了提高，事故率大大降低，安全效益、經濟效益顯著，對類似提升系統(tǒng)的改造有借鑒作用。

關鍵詞PLC技術；提升系統(tǒng)；應用

中圖分類號TD633文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2012)041-0100-01

1概述

焦家寨礦副立井絞車信號系統(tǒng)為KTX型提升信號裝置，這套信號系統(tǒng)的設計不太合理，信號、操車為獨立安置，信號工發(fā)信號時必須和操車工相互聯(lián)系并取得把罐工的允許后，方可發(fā)開車信號，工作非常繁瑣，效率不高，通訊線使用多年，有時通訊不好，閉鎖、信號出現(xiàn)誤動作現(xiàn)象。信號、操車人員稍有不慎，就會造成礦車及人員的墜落等惡性事故。這樣給絞車的運行帶來不安全隱患，給乘罐人員的安全管理帶來極大的威脅。

隨著礦井生產規(guī)模的擴大，提升需求量的增加，礦井安全管理水平的提高，必須對提升系統(tǒng)的安全操作進行徹底改善， 為此對提升系統(tǒng)的信號、操車系統(tǒng)進行了技術改造：實現(xiàn)罐位、安全門、搖臺、阻車器、推車器、信號相互聯(lián)鎖，完善了以往信號系統(tǒng)的各類閉鎖，并且信號、操車由一人擔任，減少操作環(huán)節(jié)，起到安全、可靠的作用，達到安全、高效提升的目的。

KJH103-Z型PLC信號、操車一體化系統(tǒng)由車房顯示系統(tǒng)、上井口信號操作系統(tǒng)和下井口信號操作系統(tǒng)等三部分組成。每一部分都由獨立的PLC可編程控制器聯(lián)鎖控制，同時由485通訊系統(tǒng)完成信號傳輸。在上井口、下井口都實現(xiàn)了安全保護閉鎖，即安全門、搖臺、阻車器打開，各指示燈滅，信號發(fā)不出；安全門、搖臺、阻車器關閉，各指示燈亮，信號發(fā)出，同時伴有“信號發(fā)出，嚴禁上罐”聲響。由下井口發(fā)送到上井口，再由上井口發(fā)送到車房，絞車接到開車信號后，方可開車運行。PLC控制器在傳輸信號中如出現(xiàn)通訊線虛接或接地現(xiàn)象，485通訊信號中斷，信號不能傳輸發(fā)出，即上井口或車房接收不到開車信號 ，這也是PLC在煤礦提升系統(tǒng)中的又一可靠廣泛應用。

2PLC操控、信號操車一體化系統(tǒng)

2.1信號系統(tǒng)的組成

上、下井口操作臺板設置有電鎖、自動手動轉換、急停、呼叫、信號2、3、4、5按鈕、檢修轉換按鈕以及操車控制按鈕等，操作使用簡單、直觀、方便。

絞車房操作臺、上井口操作臺、下井口操作臺、上下井口接線箱等按照標準設計，其功能完全按照工作需要設計，考慮了防腐防潮等不良環(huán)境。指示燈分別指示電源和工作狀態(tài)。同時有兩套PLC（一臺使用一臺備用）。

操控臺重新設計，整個系統(tǒng)簡潔明了、連接方便，可控性非常好。內部控制系統(tǒng)和外部指示均為全新設計。操控臺電源加裝高性能電源濾波器，控制板采用高電壓（15 V）電源同樣是為了提高系統(tǒng)抗干擾能力。操控臺配有電鎖，當操作者離崗時鎖定的同時切斷電源，避免其他非操作人員誤操作。

2.2PLC信號操車系統(tǒng)功能

1）車房顯示系統(tǒng)。主要完成提升過程中的各種信號顯示，包括提人、提物、急停、換層、檢修等的漢字顯示，下井口、上井口、車房三方提升信號所對應的數(shù)字顯示記憶，信號查詢顯示等等。在緊急停車時具有上井口、下井口、車房的全線音響報警信號。

各種與絞車控制回路閉鎖的信號集中到車房顯示系統(tǒng)的控制柜中，再分別接入各控制回路，便于維護和檢修。

2）上井口信號操作系統(tǒng)。上井口信號操作系統(tǒng)的功能主要是根據(jù)提升任務的需要向車房發(fā)出相應的打點信號及完成相應功能的轉換，如提人、提物、換層、檢修等。根據(jù)煤礦安全規(guī)程要求，在提升過程中，下井口的信號必須由上井口轉發(fā)，即每次提升開始，下井口首先向上井口發(fā)出打點信號，上井口再發(fā)出相應的信號，并傳至車房，同時在操作面板上顯示相應的數(shù)字和發(fā)出相應次數(shù)的音響信號。如果上井口發(fā)出的信號與下井口不一致，信號將不能發(fā)出，操作面板上也相應顯示和音響信號。但當上井口下放人員時，不論下井口發(fā)出什么樣的提升信號，均服從于提人，即上井口可以將提人信號直接發(fā)至車房，實施提人操作。在本系統(tǒng)中不論是提人還是提物，只有提人、提物轉換開關的位置選對，打點信號才有效。一旦信號正確發(fā)出，除緊急停車信號外，系統(tǒng)將閉鎖各種信號，確保提升的安全。當需要換層時，只要將換層轉換開關置于換層位置，提升機將按照換層所設定的速度運行。在系統(tǒng)檢修時，將檢修轉換開關置于檢修位置，此時提升機將按照檢修速度運行。

上井口發(fā)出的各種信號均傳至車房，為司機提供開車信號。在提升信號沒有發(fā)出時，絞車開不了車。在信號系統(tǒng)中還設置了提升方向的閉鎖，絞車只能按正確的方向開車。

在系統(tǒng)中如果上下井口的閉鎖和操車信號異常，顯示屏上將出現(xiàn)相應的閃光指示，以便及時的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。為了方便上下井口的聯(lián)絡，系統(tǒng)中設置了聯(lián)絡信號操作按鈕，通過此按鈕實現(xiàn)各種聯(lián)絡。

當信號系統(tǒng)的PLC檢修或故障時，本系統(tǒng)可以通過設置的備用信號系統(tǒng)發(fā)出各種開車信號，確保提升系統(tǒng)的正常運行。

3）下井口信號操作系統(tǒng)。下井口信號操作系統(tǒng)的功能基本與上井口信號操作系統(tǒng)的功能一樣，不同之處在于：①下井口的信號只能傳至上井口，而不能直接發(fā)至車房；②當下井口發(fā)出提人信號時，上井口只能發(fā)出提人信號。

當需要緊急停車時，上下井口均可通過緊急停車開關，發(fā)出全線緊停聲光信號。

3控制系統(tǒng)特點

PLC控制系統(tǒng)具有很高的技術含量和很好的技術優(yōu)勢，這主要體現(xiàn)在：

1）令人放心的高性能。本系統(tǒng)采用三菱的FX2N系列PLC實現(xiàn)上、下井口的各種操作均由可編程控制器完成。

2）運行可靠性。設備在自動、手動操作方式控制下運行，故障率低，自動化集于一體。給礦井正常提升、檢修、保養(yǎng)提供了充分保證，所采用的進口PLC控制器具有完善的保護功能，從系統(tǒng)角度提高了設備運行的安全性。

3）應用效率。由于該PLC智能型控制系統(tǒng)的應用，使焦礦副井提升能力有了明顯變化，可與原有的模擬控制系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)具有可靠性高、性能穩(wěn)定、故障率低、維護量小、操作簡單等優(yōu)點，從改造以來提升能力增加了40%，緩解了提升緊張的矛盾。

4）PLC體積小，功耗低，抗干擾能力強，編程簡單。該系統(tǒng)于2009年10月在焦家寨煤礦安裝調試，同期經過公司、礦兩級驗收，并正式投入使用，到鑒定之日已經安全無故障運行至今。

本PLC控制系統(tǒng)除了具有《煤礦安全規(guī)程》要求的保護和閉鎖功能外，還增了軟件的保護功能，提高了系統(tǒng)的安全性，以可編程控制器構成工藝過程控制，其整個系統(tǒng)設計思想先進，結構合理，使用方便，維護量小，保護性能完善可靠，使用壽命長，節(jié)能效果好，故障率低，安全性能也明顯的提高，大大增加了有效提升時間，提高了礦井的提升能力，具有廣泛的推廣價值。

參考文獻

[1]邵扣忠.礦井直流提升機全數(shù)字自動化控制系統(tǒng)改造[J].煤炭技術，2003，09.

[2]董宜斌.PLC技術在提升機交流電控系統(tǒng)改造中的應用[J].煤礦機械，2009，01.