主井提升機箕斗“煤未卸盡”的保護設計

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“煤未卸盡”現象的原因以及由此產生的后果。闡述了針對此問題而設計的編程思想，硬件組成以及軟件設計。此設計的投入，能使礦井主提升機有效安全的運行。

關鍵詞：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

我礦主井提升系統在原煤提升運行期間，由于井下煤質黏度較大，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煤卸不凈現象，箕斗在被往復提升過程中，里面的煤與矸石越積越多，如不及時發現，嚴重時的后果相當于箕斗二次裝載。大家都知道，當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，當電流超出最大保護值時，其保護元件等將會被燒壞。導致提升機無法將箕斗向上提升，后果將會嚴重影響礦井安全生產。出現這種現象后，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大，處理時間較長影響礦井產量?，F在采取PLC技術對我礦主井提升機箕斗“煤未卸盡”問題進行了保護設計。

一、設計思想

我礦主井采用雙箕斗提升，箕斗設計滿載值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，系統根據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將不給到位信號，裝載系統中的定量斗停止向箕斗中裝煤，并向司機發出警報。

二、硬件組成

根據設計我們要利用主井S7系統現有的設備，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網下載到主控PLC-400中，通過調試運行，裝載站PLC通過DP網絡將其所監視傳感器、繼電器狀態傳輸給主控PLC，并由人機界面發出指令，PLC通過執行元件控制設備。系統結構如圖1所示。

三、系統軟件設計

系統的軟件設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，作為當程序段5中的故障點426.5輸出時復位用。利用M500.0作為此功能的自保點，作為當程序段5中的故障點426.5輸出時復位用。見圖2。

在程序段2中，當主箕斗C1或副箕斗C2在裝載位時，將儲存在“MD1118”差重值復制到地址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C2在上斗中有煤未卸盡，現在C1中被裝入30t煤，C2由卸載站向裝載站運行，當系統檢測出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，此值用戶可以根據現場需要自行設定。我礦主井箕斗設計滿載值25t，實際最大提升量不得超過30t，超載范圍不得大于5t。現將IN2定為5，當MD634的值大于5時，復位線圈M426.5接通，通過MPI網將故障點傳到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畫面監控系統對系統可進行絞車運行狀態顯示、故障監視報警，并且對于所需記錄的運行狀態及報警都可以進行記錄。當功能投入確認后，如未出現“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，是生產中時常遇見的情況，采用PLC技術對我礦主井提升機箕斗“煤未卸盡”問題進行保護設計后，能提高系統運行的穩定性和安全性，減少了運行故障和停產時間，節省了人力和物力，提高了運煤能力，安全和經濟效益得到顯現。