主井提升機箕斗“煤未卸盡”的保護設(shè)計

李希武

摘 要：本文詳細介紹了主井在自動提煤過程中箕斗出現(xiàn)“煤未卸盡”現(xiàn)象的原因以及由此產(chǎn)生的后果。闡述了針對此問題而設(shè)計的編程思想，硬件組成以及軟件設(shè)計。此設(shè)計的投入，能使礦井主提升機有效安全的運行。

關(guān)鍵詞：PLC可編程控制器；煤未卸盡；主井提升機；

文章編號：1674-3520（2015）-02-00-01

我礦主井提升系統(tǒng)在原煤提升運行期間，由于井下煤質(zhì)黏度較大，煤中又常含有大塊矸石及水分，造成箕斗被提到卸載站時出現(xiàn)煤卸不凈現(xiàn)象，箕斗在被往復(fù)提升過程中，里面的煤與矸石越積越多，如不及時發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重時的后果相當(dāng)于箕斗二次裝載。大家都知道，當(dāng)已被二次裝載的箕斗由裝載站向上提升的過程中，提升機的電流也越來越大，由于電機電氣特性較硬，當(dāng)電流超出最大保護值時，其保護元件等將會被燒壞。導(dǎo)致提升機無法將箕斗向上提升，后果將會嚴(yán)重影響礦井安全生產(chǎn)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象后，只有人員到井筒中箕斗所在位置，把煤從箕斗里卸出。

這種處理方法的弊端就是：人員處理工程量相當(dāng)大，處理時間較長影響礦井產(chǎn)量。現(xiàn)在采取PLC技術(shù)對我礦主井提升機箕斗“煤未卸盡”問題進行了保護設(shè)計。

一、設(shè)計思想

我礦主井采用雙箕斗提升，箕斗設(shè)計滿載值25t，實際最大提升量不得超過30t，箕斗的超載范圍即不能大于5t。當(dāng)井筒中箕斗C1與箕斗C2運行到交錯點時，由于此時提升箕斗的鋼絲繩的靜張力最小，系統(tǒng)根據(jù)電流計算得出來兩箕斗的差重值，通過比較本斗與上一斗的差重值，如果得出差重的絕對值大于5t，則說明上一斗箕斗中有超出5t煤沒有卸盡，箕斗到停車位時系統(tǒng)將不給到位信號，裝載系統(tǒng)中的定量斗停止向箕斗中裝煤，并向司機發(fā)出警報。

二、硬件組成

根據(jù)設(shè)計我們要利用主井S7系統(tǒng)現(xiàn)有的設(shè)備，具體如下：STEP7編程器一臺；主控PLC-400一臺；裝載站PLC-300一臺；WINCC人機畫面上位機一臺。STEP7編程器將編好的程序通過MPI網(wǎng)下載到主控PLC-400中，通過調(diào)試運行，裝載站PLC通過DP網(wǎng)絡(luò)將其所監(jiān)視傳感器、繼電器狀態(tài)傳輸給主控PLC，并由人機界面發(fā)出指令，PLC通過執(zhí)行元件控制設(shè)備。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)的軟件設(shè)計基本按梯形圖邏輯（LAD）編輯語言編制。

在程序段1中，在主提升機司機操作臺上取一按鈕，作為“功能投入”鈕。當(dāng)全自動提煤時，將功能鈕投入。利用M500.0作為此功能的自保點，作為當(dāng)程序段5中的故障點426.5輸出時復(fù)位用。利用M500.0作為此功能的自保點，作為當(dāng)程序段5中的故障點426.5輸出時復(fù)位用。見圖2。

在程序段2中，當(dāng)主箕斗C1或副箕斗C2在裝載位時，將儲存在“MD1118”差重值復(fù)制到地址MD630中，可把MD630和MD1118分別理解為上一鉤和本鉤提煤時兩箕斗的差重值。

在程序段3中，假設(shè)C2在上斗中有煤未卸盡，現(xiàn)在C1中被裝入30t煤，C2由卸載站向裝載站運行，當(dāng)系統(tǒng)檢測出MD1118與MD630的值不相等時，將它們進行減法運算。此時，運算輸出值存在MD634中的值為負值。

在程序段4中，我們把MD634里的值取絕對值，目的是與程序段5中的自定義常量IN2進行比較。見圖3。

在程序段5中的IN2為超載范圍，此值用戶可以根據(jù)現(xiàn)場需要自行設(shè)定。我礦主井箕斗設(shè)計滿載值25t，實際最大提升量不得超過30t，超載范圍不得大于5t?，F(xiàn)將IN2定為5，當(dāng)MD634的值大于5時，復(fù)位線圈M426.5接通，通過MPI網(wǎng)將故障點傳到WINCC中，WINCC界面顯示故障信號。

同時在程序段 6中的常開點M426.5斷電，當(dāng)PLC可編程控制器中的FM458模塊計算出副箕斗C2的實際位置在裝載到位上限與下限之間時，即C2到停車位時系統(tǒng)將不給到位信號，定量斗停止向C2中裝煤.提升機解除自動提煤運行。

四、人機界面

通過WINCC畫面監(jiān)控系統(tǒng)對系統(tǒng)可進行絞車運行狀態(tài)顯示、故障監(jiān)視報警，并且對于所需記錄的運行狀態(tài)及報警都可以進行記錄。當(dāng)功能投入確認后，如未出現(xiàn)“煤未卸盡”故障，故障指示燈將一直顯示為綠色，反之，將顯示紅色。

五、結(jié)語

主井提升機卸煤不凈，造成箕斗在裝載位置二次裝煤，是生產(chǎn)中時常遇見的情況，采用PLC技術(shù)對我礦主井提升機箕斗“煤未卸盡”問題進行保護設(shè)計后，能提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，減少了運行故障和停產(chǎn)時間，節(jié)省了人力和物力，提高了運煤能力，安全和經(jīng)濟效益得到顯現(xiàn)。