第六章、提升機輔助系統(tǒng)PLC控制

1、第6章 提升機輔助系統(tǒng)PLC控制技術(shù)61 概述提升機輔助系統(tǒng)包括提升信號系統(tǒng)、原煤裝、卸載系統(tǒng)和罐籠操車系統(tǒng)。礦井提升有主井提升和副井提升之分，主井主要用于提升原煤，所用提升容器稱為箕斗，其輔助系統(tǒng)叫作裝、卸載系統(tǒng)，包括有煤倉、給煤機、帶式輸送機、定量斗、溜槽、閘門、稱重和位置傳感器以及電控系統(tǒng)等；而副井用于升降人員、材料、設(shè)備和矸石等，所用提升容器稱為罐籠，其輔助系統(tǒng)叫作操車系統(tǒng)，包括有搖臺、推車器、阻車器、井門、液壓（或風(fēng)壓）站和位置傳感器以及電控系統(tǒng)等。在主、副井提升系統(tǒng)中，信號系統(tǒng)用于井底、井口和提升機車房三個地方的信息聯(lián)絡(luò)，例如是否可以開車、快速開車還是慢速開車、以那一種工作方式開車

2、等等。對提升信號的要求有：（1） 信號電源電壓不得大于127伏，并須設(shè)置獨立的信號電源變壓器及電源指示燈。（2） 工作信號必須聲光兼?zhèn)?，警告信號必須被音響信號，一般指示信號為燈光信號。?） 信號系統(tǒng)應(yīng)與提升機控制系統(tǒng)有聯(lián)鎖關(guān)系，即不發(fā)信號提升機無法起動。（4） 饒繩式提升機須設(shè)置松繩信號裝置，以防因發(fā)生松繩而引起斷繩事故。（5） 應(yīng)設(shè)置井桶檢修信號裝置，在檢修井桶的整個時間內(nèi)檢修指示信號應(yīng)保持顯示。沿井桶壁需敷設(shè)檢修人員發(fā)送開車停車信號的裝置。（6） 提升機司機與信號工之間應(yīng)設(shè)直通電話，便于及時聯(lián)系。直通電話可兼作聯(lián)系信號用。（7） 開車信號須采用轉(zhuǎn)發(fā)方式，即井底信號須由井口轉(zhuǎn)發(fā)至提升機房。

3、但停車信號及事故信號都須直接發(fā)至提升機房。（8） 開車信號應(yīng)為保留信號，分別為提人、提物、上下設(shè)備材料及檢修。（9） 應(yīng)設(shè)有指示燈，如水平指示燈、托罐閘指示燈等。若開車保留信號中不分提人、提物及檢修是應(yīng)有此三類指示燈，且三者之間須有閉鎖關(guān)系，同時只允許一種顯示。（10） 井底與井口的閉鎖：井底不發(fā)開車信號，井口向提升機房發(fā)不出開車信號。（11） 井口、井底的機械與提升信號的閉鎖：井門未關(guān)上或井門開關(guān)未合上，發(fā)不出信號。非通過式搖臺也應(yīng)與信號設(shè)閉鎖關(guān)系。（12） 多水平之間的閉鎖：多水平提升時，只能允許一個水平向井口發(fā)出工作信號。（13） 信號與提升機的閉鎖：不發(fā)開車信號，提升機無法啟動。（14

4、） 用多層罐籠提人時，各層平臺間的信號應(yīng)與井口有閉鎖，只允許自井口發(fā)出信號。（15） 須設(shè)置緊急事故信號。停車信號可兼作事故信號，各信號工皆能直發(fā)至提升機房，使司機及時停車。62 PLC控制的主井提升信號和裝、卸載系統(tǒng)621 典型的主井裝、卸載系統(tǒng)工藝流程1、 工藝流程 典型的主井裝、卸載系統(tǒng)如圖61所示：圖61 主井裝、卸載系統(tǒng)圖中：井上設(shè)有煤倉；井下設(shè)有左、右給煤機，褲衩式溜槽（內(nèi)設(shè)翻版），左、右裝煤定量斗及其扇形閘門。在井上煤倉設(shè)煤位繼電器；井下煤倉、褲衩溜槽翻版、定量斗扇形閘門設(shè)防爆水銀開關(guān)，定量斗下有壓磁測力計作為發(fā)信元件。煤的流程為：自采區(qū)來煤，翻入左（右）煤倉，然后開動給煤機，煤

5、流入溜槽，并經(jīng)溜槽左或右側(cè)流入定量斗。定量斗內(nèi)煤達到規(guī)定重量時，停止給煤機運轉(zhuǎn)。當(dāng)箕斗達到井下裝煤位置時，定量斗的扇形閘門就打開，使煤卸入箕斗，然后發(fā)出提升信號，提升箕斗。自井下煤倉至定量斗的流徑有三種：自左（右）至左（右）定量斗；自左（右）倉至右（左）定量斗；自左、右煤倉同時至左（右）定量斗。1） 給煤機的運轉(zhuǎn)條件煤自左（右）倉至左（右）定量斗時左（右）側(cè)給煤機運轉(zhuǎn)：（1） 左（右）側(cè)煤倉有煤。（2） 褲衩溜槽的翻版在右（左）側(cè)。（3） 左（右）測定量斗無煤。（4） 左（右）測定量斗扇星閘門閉合。煤自左（右）倉至右（左）定量斗時左（右）側(cè)給煤機運轉(zhuǎn)：（1）左（右）側(cè)煤倉有煤。（2）褲衩溜槽的

6、翻版在左（右）側(cè)。（3）右（左）測定量斗無煤。（4）右（左）測定量斗扇星閘門閉合。煤自兩個倉同時至左（右）側(cè)定量斗時（兩個給煤機同時運轉(zhuǎn)）：（1） 左側(cè)煤倉有煤。（2） 右側(cè)煤倉有煤。（3） 褲衩溜槽翻版在右（左）側(cè)。（4） 左（右）側(cè)定量斗無煤。（5） 左（右）側(cè)定量斗扇形閘門閉合。2） 定量斗扇形閘門開與關(guān)的條件（1） 左（右）定量斗內(nèi)煤已裝到規(guī)定重量。（2） 左（右）側(cè)箕斗已達到井下裝煤位置。這時左（右）定量斗扇形閘門自動打開，煤流入左（右）側(cè)箕斗。當(dāng)左（右）定量斗的煤已卸完時，左（右）定量斗的氣動閥電磁鐵斷電，定量斗扇形閘門關(guān)閉。3） 褲衩溜槽翻版的動作在本例中，溜槽翻版是與定量斗扇形

7、閘門聯(lián)動的，由壓風(fēng)操作，當(dāng)任一定量斗門打開時，翻版翻轉(zhuǎn)。如設(shè)計為單獨運行并與有關(guān)環(huán)節(jié)聯(lián)鎖則更好。4） 箕斗提升機的條件（1） 左（右）側(cè)定量斗扇形閘門已閉合。（2） 左（右）側(cè)箕斗在停車位置。（3） 左（右）側(cè)定量斗已卸空。（4） 翻版在左（右）側(cè)位置。這時發(fā)出指令，接通提升機控制回路，自動開車，左（右）側(cè)箕斗上提。2、 對控制的要求（1）當(dāng)滿足各設(shè)備的運轉(zhuǎn)條件時，往復(fù)給煤機、定量斗扇形閘門及箕斗按照規(guī)定的程序動作合發(fā)出信號。（2）電氣控制系統(tǒng)必須準(zhǔn)確地反映煤倉煤位、定量斗扇形閘門與溜槽翻版的聯(lián)鎖動作位置以及箕斗裝煤量的定重測量。（3）在工藝流程中所出現(xiàn)的故障，如井下堵煤、井下兩煤倉同時無煤、

8、井上煤倉煤滿等必須迅速反映，控制系統(tǒng)迅速發(fā)出信號使提升機停止工作。622 PLC控制的主井提升信號和裝、卸載系統(tǒng)1、系統(tǒng)構(gòu)成及特點PLC控制的提升信號及裝卸載系統(tǒng)可明顯降低設(shè)備故障率、簡化操作、減輕工人勞動強度、提高生產(chǎn)運行的安全可靠性、最大限度地縮減裝卸載的時間。使主井提升通過秒里挖潛，達到提高產(chǎn)量，實現(xiàn)提效的目的。整體系統(tǒng)構(gòu)成如圖6-2所示。圖62 PLC控制的主井提升信號和裝、卸載系統(tǒng)PLC控制的主井提升信號和裝、卸載系統(tǒng)由提升機車房PLC監(jiān)控站、井口（又稱上井口）PLC卸載控制站和井底（又稱下井口）PLC裝載控制站三部分構(gòu)成，其主要特點有：（1）提升信號及裝卸載控制系統(tǒng)，在硬件和軟件與

9、提升機控制系統(tǒng)互為獨立。裝載站控制系統(tǒng)與卸載站控制系統(tǒng)也相對獨立。裝載站稱重部分與控制部分相對獨立。（2）裝載站PLC、卸載站PLC、提升機房PLC之間的傳輸，采用RS485數(shù)據(jù)通訊與I/O傳輸并用的方式。I/O傳輸用于閉鎖、控制、保護、信號的信息傳輸。RS485數(shù)據(jù)通訊只用于模擬信號、狀態(tài)、故障信息的傳輸，不參于閉鎖、控制、保護、信號的傳輸。這樣，一旦通訊發(fā)生故障，也不影響井筒信號及裝卸載控制系統(tǒng)的正常運行。（3）提升機車房工控機有設(shè)計合理的界面顯示，并能完成故障信息顯示與存儲、故障診斷、裝載站設(shè)備運行狀態(tài)、卸載站設(shè)備運行狀態(tài)、班產(chǎn)量、日產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年產(chǎn)量和進行提升機房PLC的編程。（4）

10、提升信號及裝載站、卸載站系統(tǒng)與提升機控制系統(tǒng)的信號傳輸，采用I/O傳輸。把裝載站、卸載站處理好的閉鎖、控制、保護、信號指令通過I/O傳輸傳給提升機控制系統(tǒng)。（5）支持TCP/IP通信協(xié)議。提升信號及裝卸載控制系統(tǒng)提升機房工控機支持TCP/IP通信協(xié)議，留有通訊接口，并通過TCP/IP通信協(xié)議直接與礦井檢測系統(tǒng)進行通訊，將系統(tǒng)的提升勾數(shù)、噸數(shù)，班、日、月、年產(chǎn)量報表（如圖63所示）傳輸?shù)降V井監(jiān)視系統(tǒng)。圖6-3 提升機房工控機顯示的報表畫面（6）提升信號及裝卸載控制系統(tǒng)輸出為繼電器輸出，控制氣閥或液閥一套或兩套，兩套時互為備用，在操作箱上裝設(shè)轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換。其他設(shè)備也要有備用輸出端口，用可靠的方式切

11、換后，能驅(qū)動同一臺設(shè)備。（7）提升信號及裝卸載控制系統(tǒng)稱重采用美國產(chǎn)稱重傳感器，精度高且無漂移現(xiàn)象。（8）提升指令在裝載站、卸載站、提升機房有數(shù)字顯示與音響提示，并能閉鎖絞車提升方向。（9）提升信號及裝卸載控制系統(tǒng)有可靠的防二次裝載和防全速重載下放功能，并在裝載站、提升機房有重載下放語音提示。（10）提升機房與卸載站和裝載站之間，有雙工擴音通訊設(shè)備。（11）供電要求，整個系統(tǒng)由提升機房動力提供AC220V統(tǒng)一供電，并加裝UPS不間斷電源，配有接地、短路保護。（12）系統(tǒng)功能、性能符合2001版煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。（13）系統(tǒng)裝卸載控制設(shè)備滿足現(xiàn)場使用環(huán)境，防潮、防塵、防腐，隔爆兼本安。2、

12、提升機車房PLC監(jiān)控站控制原理（1）能方便完成新系統(tǒng)與原系統(tǒng)的切換。（2）有TCP/IP通信協(xié)議的通訊接口。（3）能利用工控機進行系統(tǒng)故障診斷、信息顯示、存儲及對裝載站PLC、卸載站PLC程序的在線狀態(tài)顯示，程序修改、下載。（4）工控機界面顯示： 提升類別：提煤、檢修、急停等漢字顯示。 提升信號數(shù)字顯示：0停車 2上提 3下放 4慢上 5慢下。 提升噸數(shù)顯示：當(dāng)前值。 提升指令三位存儲：本勾、上勾、上上勾。 有班產(chǎn)量、日產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年產(chǎn)量報表功能。 有提升方向顯示。 有急停發(fā)出位置顯示。 有提升勾數(shù)、提升噸數(shù)的班、日、 月、年累計打印功能。 系統(tǒng)工藝模擬畫面：裝載站、卸載站操作方式漢字顯示；

13、裝載站、卸載站設(shè)備的操作指令和狀態(tài)顯示；故障設(shè)備顯示；主煤倉高、低煤位顯示；主煤倉滿倉顯示；卸載煤倉滿倉顯示；卸載煤溜指示；裝載站、卸載站系統(tǒng)風(fēng)壓、液壓故障顯示；箕斗過位顯示。3、井口卸載PLC控制站控制原理：（1）控制設(shè)備：控制閥一套或兩套，兩套時一套工作一套備用（每套包括A箕斗門開、A箕斗門關(guān)；B箕斗門開、B箕斗門關(guān)、A舌板開、A舌板關(guān)、B舌板開、B舌板關(guān)）。（2）卸載系統(tǒng)有卸載煤溜顯示，以確認(rèn)箕斗是否卸載。（3）控制方式： 自動 系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備閉鎖關(guān)系，按程序完成卸載過程。 手動 設(shè)備由手動控制，但必須滿足閉鎖關(guān)系，閉鎖由程序控制。 檢修 設(shè)備由手動控制，不受任何閉鎖控制。（4）基本顯示：

14、 卸載煤倉滿顯示。 A、B箕斗到位顯示。 A、B箕斗門開閉裝置打開、關(guān)閉顯示。 A、B舌板開閉裝置打開、關(guān)閉顯示。 提升類別漢字指示：提煤、檢修、急停。 控制方式漢字指示：自動、手動、檢修。 裝載站提升指令顯示和本身轉(zhuǎn)發(fā)至提升機房指令顯示。 風(fēng)壓或液壓故障顯示。 卸載系統(tǒng)故障顯示。（5）閉鎖和保護： 發(fā)出提升急停信號，提升機安全回路跳閘。 卸載煤倉滿倉時，提升機不允許提煤，但一次提升開始后需待本次提升完畢后閉鎖提升。 箕斗門開閉裝置位置信號參與信號閉鎖，箕斗門開閉裝置下放不到位發(fā)不出開車信號。 卸載閉鎖信號只是閉鎖卸載設(shè)備和提升機，不影響裝載設(shè)備運行 提升信號為直發(fā)式，裝載不完成，卸載不完畢，

15、發(fā)不出提升信號。特殊情況下（如箕斗提人），提升信號有轉(zhuǎn)發(fā)功能。（6） 故障報警與復(fù)位：卸載故障時能及時報警、顯示并保持。故障排除后，卸載站和提升機控制室實現(xiàn)復(fù)位后，卸載設(shè)備方可正常運行。4、井底裝載PLC控制站控制原理：（1）控制設(shè)備：控制閥一套或兩套，兩套時一套工作一套備用（每套包括：A定量斗門開、A定量斗門關(guān)；B定量斗門開、B定量斗門關(guān)、分煤器等）。給煤機單臺或多臺，既能單臺運行也能多臺同時運行。膠帶輸煤機一臺或兩臺。（2）控制方式： 自動 系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備閉鎖關(guān)系，按程序完成裝載過程。 手動 設(shè)備由手動控制，但必須滿足閉鎖關(guān)系，閉鎖由PLC程序控制。 檢修 設(shè)備由手動控制，解除任何閉鎖控制。

16、（3）顯示： A、B箕斗到位顯示。 箕斗過位顯示。 主煤倉高、低煤位顯示。 提升類別漢字顯示：提煤、檢修、急停。 控制方式漢字顯示：自動、手動、檢修。 提升指令數(shù)字顯示。 給煤機開停顯示。 皮帶機開停顯示。 定量斗開、閉顯示。 定量斗稱重顯示。 定量斗滿載顯示。 定量斗過載顯示。 翻板位置顯示。 風(fēng)壓、液壓故障顯示。 裝載站系統(tǒng)故障顯示。 定量斗定容顯示。（4）閉鎖和保護： 發(fā)出提升急停信號，提升機安全回路跳閘。 裝載以定重為主，還有定時、定容保護，定容開關(guān)要適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境。 程序上有可靠的防二次裝載保護。 定量斗門開、閉位置信號參與信號閉鎖，定量斗門關(guān)不到位發(fā)不出開車信號。 裝載站閉鎖信號只是

17、閉鎖裝載設(shè)備和提升機，不影響卸載設(shè)備的運行。 若有箕斗過位報警信號，保持并禁止裝載。 裝載完成，方可發(fā)出提升信號。（5） 故障報警與復(fù)位：裝載故障時應(yīng)能報警、顯示并保持。故障排除后，裝載站和提升機房實現(xiàn)復(fù)位后，裝載設(shè)備方可正常運行。63 PLC控制的副井提升信號和操車系統(tǒng)1、系統(tǒng)構(gòu)成及特點：PLC控制的副井提升信號和操車系統(tǒng)由提升機車房PLC監(jiān)控站、井口（又稱上井口）PLC控制站和井底（又稱下井口）PLC控制站三部分構(gòu)成，如圖64所示：圖64 副井提升信號和操車系統(tǒng)其主要特點有：（1）上井口PLC、下井口PLC、提升機房PLC之間的傳輸，采用RS485數(shù)據(jù)通訊與I/O傳輸并用的方式。I/O傳輸

18、用于閉鎖、控制、保護、信號的信息傳輸。RS485數(shù)據(jù)通訊只用于模擬信號、狀態(tài)、故障信息的傳輸，不參于閉鎖、控制、保護、信號的傳輸。這樣，一旦通訊發(fā)生故障，也不影響井筒信號及操車控制系統(tǒng)的正常運行。（2）提升機車房工控機有設(shè)計合理的界面顯示，并能完成故障信息顯示與存儲、故障診斷、裝載站設(shè)備運行狀態(tài)顯示和進行提升機房PLC的編程。（3）提升信號及操車系統(tǒng)與提升機控制系統(tǒng)的信號傳輸，采用I/O傳輸。把下井口、和上井口處理好的閉鎖、控制、保護、信號指令通過I/O傳輸傳給提升機控制系統(tǒng)。2、系統(tǒng)工作原理： 圖65 副井提升信號框圖當(dāng)井口或井底安全門閉合，搖臺抬起時，才可以發(fā)出開車信號井底發(fā)出的開車信號兩路輸出，一路輸出至井口信號，告訴井口信號工井底具備開