顾桥矿主井提升系统在试运行期间, 由于井下煤质黏度较大, 掘进煤中又常含有大块矸石, 造成箕斗被提到卸载站时出现煤卸不净现象, 箕斗在被往复提升过程中, 里面的煤与矸石越积越多, 如不及时发现, 严重时的后果相当于箕斗二次装载。大家都知道:当已被二次装载的箕斗由装载站向上提升的过程中, 尾绳对箕斗的作用力越来越大, 相应的提升机的电流也越来越大, 由于电机电气特性较硬, 当电流超出最大保护值时, 其保护元件等将会被烧坏。导致提升机无法将箕斗向上提升, 下放箕斗又可能会造成放大滑事故, 后果将会严重影响矿井安全生产。出现这种现象后, 只有人员到井筒中箕斗所在位置, 利用手拉葫芦将箕斗扇形门打开, 将煤放到井筒中。这种处理方法的弊端就是:人员安全威胁相当大, 破坏井筒设施, 处理时间较长影响矿井产量。在这个问题上, 张集矿采用在箕斗悬挂上装设煤位探测器对箕斗中的煤进行检测。考虑到设计成本和日后维修量, 顾桥矿采取了PLC技术对顾桥矿主井提升机箕斗“煤未卸尽”问题进行了保护设计。
1 设计思想
顾桥矿主井采用双箕斗提升, 箕斗设计满载值32t, 实际最大提升量不得超过40t, 箕斗的超载范围即不能大于8t。当井筒中主箕斗C1与副箕斗C2运行到交错点时, 由于此时提升箕斗的钢丝绳的静张力最小, 系统根据电流计算得出来两箕斗的差重值, 通过比较本钩与上一钩的差重值, 如果得出差重的绝对值大于8t, 则说明上一钩箕斗中有超出8t煤没有卸尽, 箕斗到停车位时系统将不给到位信号, 装载系统中的皮带机和给煤机将停止运行, 定量斗停止向箕斗中装煤, 并向司机发出警报。
2 硬件组成
根据设计对电控系统的安全、功能、工艺上的需求, 本系统硬件主要采用SI-EMENS工控相关器件, 具体如下:STEP7编程器一台;主控PLC-400一台;装载站PLC-300一台;WINCC人机画面上位机一台。
STEP7编程器将编好的程序通过MPI网下载到主控PLC-400中, 通过调试运行装载站PLC通过DP网络将其所监视传感器、继电器状态传输给主控PLC, 并由人机界面发出指令, PLC通过执行元件控制设备。系统结构如图1所示。
3 系统软件设计
系统的软件设计基本按梯形图逻辑 (LAD) 编辑语言编制。
在Network 1中, 在主提升机司机操作台上取一按钮, 作为“功能投入”钮。当全自动提煤时, 将功能钮投入。利用M500.0作为此功能的自保点, 作为当Network5中的故障点426.5输出时复位用。利用M500.0作为此功能的自保点, 作为当Network5中的故障点426.5输出时复位用。见图2。
在Network 2中, 当主箕斗C1或副箕斗C2在装载位时, 将储存在“MD1118”差重值复制到地址MD630中, 可把MD630和MD1118分别理解为上一钩和本钩提煤时两箕斗的差重值。
在Network 3中, 假设C2在上勾中有煤未卸尽, 现在C1中被装入32t煤, C2由卸载站向装载站运行, 当系统检测出MD1118与MD630的值不相等时, 将它们进行减法运算。此时, 运算输出值存在MD634中的值为负值。
在Network 4中, 我们把MD634里的值取绝对值, 目的是与Netork5中的自定义常量IN2进行比较。见图3。
在Network 5中的IN2为超载范围, 此值用户可以根据现场需要自行设定。顾桥矿主井箕斗设计满载值32t, 实际最大提升量不得超过40t, 超载范围不得大于8t。现将IN2定为8, 当MD634的值大于8时, 复位线圈M426.5接通, 通过MPI网将故障点传到WINCC中, WINCC界面显示故障信号。
同时在Network 6中的常开点M426.5断电, 当PLC可编程控制器中的FM458模块计算出副箕斗C2的实际位置在装载到位上限与下限之间时, 即C2到停车位时系统将不给到位信号, 定量斗停止向C2中装煤.提升机解除自动提煤运行。
4 上位机界面
上位机通过WINCC监控系统对系统可进行绞车运行状态显示、故障监视报警, 并且对于所需记录的运行状态及报警都可以进行记录。当功能投入确认后, 如未出现“煤未卸尽”故障, 故障指示灯将一直显示为绿色, 反之, 将显示红色, 如图4。
5 结语
主井提升机卸煤不净, 造成箕斗在装载位置二次装煤, 是很多煤矿生产中经常遇见的情况, 采用PLC技术对顾桥矿主井提升机箕斗“煤未卸尽”问题进行保护设计后, 系统运行的稳定性和安全性得到大大的提高, 减少了运行故障和停工工时, 节省了人力和物力, 提高了运煤能力, 安全和经济效益得到显现。
摘要：本文详细介绍了顾桥矿主井在自动提煤过程中箕斗出现“煤未卸尽”现象的原因以及由此产生的后果。阐述了针对此问题而设计的编程思想, 硬件组成以及软件设计。此设计的投入, 使矿井主提升机得以有效安全的运行, 具有较大的实用和推广价值。
关键词：PLC可编程控制器,煤未卸尽,主井提升机
参考文献
[1] 高素芹.主井提升机非正常情况下卸煤不净的技术改造[J].中国矿业, 2009 (9) .
[2] 边军, 张登岭.主井提升系统可靠性技术改造[J].矿山机械, 2007 (3) .
[3] 莫其华.PLC与上位软件组成的自动配煤系统设计[J].电气应用, 2007 (6) .
[4] 沈惠霞, 朱真才, 翟亚军, 等.主井提升系统增大提升能力的技改方案探讨[J].矿山机械, 2005 (3) .
[5] 苗贺军, 郭广生, 吴登庆, 等.主井提升系统技术改造浅析[J].矿山机械, 2006 (2) .