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河南省是一個資源大省，平頂山市的煤炭資源尤為豐富，改造傳統(tǒng)煤炭工業(yè)，改變煤炭工業(yè)形象，提高企業(yè)現(xiàn)代管理水平，提高煤礦安全，從而能在市場競爭中處于優(yōu)勢地位。計算機控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤炭行業(yè)的應(yīng)用，改變了煤炭行業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高了煤炭的產(chǎn)量和煤炭生產(chǎn)的安全性，提高了企業(yè)的自動化和管理水平。 副井提升信號系統(tǒng)是副井提升電控系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)性能的好壞將直接影響到副井提升機的安全運行。隨著計算機技術(shù)和電子元器件的發(fā)展，產(chǎn)生了一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置——可編程邏輯控制器。它采用可以編制程序的存儲器，用來存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。由于PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、擴展其功能，已成為當(dāng)今應(yīng)用場合最為廣泛的工業(yè)控制裝置，成為機電控制不可缺少的核心控制部件，隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化程度要求的不斷提高，更加可靠的可編程控制器(PLC)已應(yīng)用到煤炭行業(yè)的各個系統(tǒng)中。本文提出了一種以PLC為核心的礦井副井提升信號系統(tǒng)的設(shè)計方案。 1 總體設(shè)計 以PLC為核心的礦井副并提升信號系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖1所示。本系統(tǒng)主要由PLC控制器、信號輸入、信號輸出、井口信號箱、井底信號箱、絞車房信號箱、保護系統(tǒng)等幾部分組成。 
PLC控制器是整個系統(tǒng)的核心部分。具有功能變化靈活、編程簡單，自動檢測故障點，噪音低，可靠性高，抗干擾能力強，硬件配套齊全，功能完善，適用性強，系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點。 信號輸入主要包含提升機去向、提升機位置、功能信號等部分。其中提升機信號包括提礦、提物、提人、上行、下行等信號。 信號輸出主要包含下行音響、顯示信號，上行音響、顯示信號，提物、提礦、提人計數(shù)信號和電視顯示器信號等。 井口信號箱主要包括各種提升信號的漢字顯示及聲音提示，各種信號的按鈕檢測。完成對本水平各種信號的閉鎖功能及對井下信號的閉鎖功能，同時完成向絞車房發(fā)送相應(yīng)的信號。 井底信號箱主要包括各種提升信號的漢字顯示及聲音提示，各種信號的按鈕檢測。完成向井口發(fā)相應(yīng)的信號，同時完成對本水平各種信號的閉鎖功能。 絞車房信號箱主要完成井口、井底提升信號的數(shù)字和漢字顯示及聲音提示，前一次或前幾次信號的存儲記憶和顯示。完成急停信號對安全回路的閉鎖，換程信號的發(fā)出，停車信號的閉鎖等功能。 保護系統(tǒng)主要包含故障信號預(yù)報、事故停車信號、緊急停車信號等。當(dāng)提升機控制系統(tǒng)發(fā)生故障時由保護系統(tǒng)發(fā)送信號到，然后由PLC控制器發(fā)出信號到絞車房，并進行相應(yīng)的操作，對煤礦的安全起到很重要的作用。 2 系統(tǒng)分析 2．1 系統(tǒng)功能 設(shè)計出的以PLC為核心的礦井副井提升信號系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下功能：1)提升信號有數(shù)字顯示功能；2)提升指令有漢字顯示功能；3)急停報警功能和急停擴展功能；4)井上下信號必須一致方可開車；5)井下信號只能通過井上信號才能傳至絞車房，不能直接傳至絞車房；6)事故點個停車點，均由井上、下直接傳至絞車房，停止絞車運行；7)實現(xiàn)方向閉鎖功能；8)實現(xiàn)快慢連鎖功能。 2．2 系統(tǒng)工作原理 該系統(tǒng)的工作原理圖如圖2所示，其打點信號的分配見表1。
系統(tǒng)的工作過程如下： 提升機到位后，井口電磁傳感器通過信號輸入向PLC控制器傳送1個到位信號。經(jīng)PLC控制器處理后向絞車房發(fā)出操作指令，信號工此時可進行操車作業(yè)，打開安全門，落下?lián)u臺，開啟阻車器。發(fā)信號順序：下井口→上井口→絞車房。提升機裝載完畢后，解除井口所有閉鎖：關(guān)閉安全門，抬起搖臺，關(guān)閉前阻車器。 1)提升機快上 下井口先打點2次，經(jīng)PLC控制器的作用后輸出，X1動作2次，移位寄存器左移2位，內(nèi)部繼電器R20接通，X1觸發(fā)“Y8”2次，在下井口顯示器上顯示本次信號點數(shù)“2”，上井口、下井口電鈴?fù)瑫r打鈴2次；上井口接到打點信號后，開始打點。上井口打點器X3打點“2”，左移指令也向左移2位，Y0接通，電機做“正上”快速運動；同時，由于Y0互鎖，電路Y7接通，紅色指示燈亮。 上井口打點時，Y4、Y5、Y6繼電器接通，下井口、上井口、提升機房電鈴晌，響鈴次數(shù)與打點數(shù)相同，此時Y9接通，觸發(fā)上井口顯示電路顯示“2”；當(dāng)達到井面時，停車開關(guān)地X4打點寄存器復(fù)位，線圈失電，提升機停車、顯示器復(fù)位。 2)提升機快下 下井口先打點3次，經(jīng)PLC控制器的作用后，移位寄存器移位至R2，R0～R2接通，R1、R20失電，R21帶電，其相應(yīng)的觸點動作閉合，上井口、下井口電鈴響，下井顯示“3”。上井聽到指示后開始打點，過程與上相同，提升機開動。 3)提升機慢上 即正方向開慢車，下井打點“4”為慢車，經(jīng)PLC控制器處理后在顯示器顯示為“4”，通過R4的互鎖作用，使其余繼電器不工作，通過ZJ3所接外部觸點來轉(zhuǎn)換電路工作。 4)提升機慢下 即反方向開慢車，下井打點“4”為慢車，經(jīng)PLC控制器處理后在顯示器顯示為“4”。通過R4的互鎖作用，使其余繼電器不工作，通過ZJ3所接外部觸點來轉(zhuǎn)換電路工作。 3 結(jié)束語 該系統(tǒng)設(shè)計出之后，已經(jīng)在平頂山市部分煤礦初步試用，試用以來，系統(tǒng)運行正常，性能穩(wěn)定，信號發(fā)送準確，顯示屏顯示可靠，有力地保障了提升安全的可靠性，為煤礦安全生產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。 電子設(shè)計工程 孫振偉 袁珪玲 |
