主井自動裝卸載電控系統升級改造在實際生產中的應用

馬三保+陳孝剛

摘 要：礦井主井自動裝卸載系統擔負著日常提煤重任，電控系統是其重要核心部件，它的安全性能極其重要。因此，簡要闡述了主井自動裝卸載電控系統升級改造在實際生產中的應用情況，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：礦井主井；自動裝卸載電控系統；信號系統；提升機

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.097

1 概述

張集礦北區原TPX型PLC主井自動定量裝卸載系統運行時間比較長，系統性能老化，故障率比較高。由于設計問題，可編程控制箱內部元器件分布不合理，空間距離過小，配件更換困難。

2 主井自動裝卸載改造技術要求

系統設有6個信號點，分別為車房、卸載站、裝載站、-424皮帶巷、上口檢修信號箱和下口信號檢修箱。車房、上井口檢修箱、卸載站、下口檢修箱繼續使用原有設備，裝載站新增設備必須兼容老設備的控制接口，本次改造后裝載站兩個操作臺， -424皮帶巷及裝載硐室各一個，兩位互為備用，主備可選擇。

系統采用西門子S7300PLC，CPU不低于315-2DP，分別安裝在車房、井口卸載站和井下裝載站控制箱中，所選用的可編程控制器能與提升機主控PLC通訊。井上到井下通信網絡用鎧裝光纜連接。井筒和井下設備選用礦用隔爆型，它們能防止垂直淋水浸入。

3 主井自動裝卸載功能實現

3.1 裝/卸載控制系統功能

3.1.1 控制方式

裝/卸載控制方式為自動、手動和檢修。自動控制方式是系統根據各工藝狀況自動完成裝、卸整套工藝流程；手動控制方式是通過手動實現裝卸載，但各設備的閉鎖仍由PLC完成。

在選擇檢修控制方式時，為了確保安全，可保留必要的閉鎖在控制中，這個由廠家和用戶協商確定。

3.1.2 裝載系統狀況

3.1.2.1 裝載站設備控制

提升機的裝載站被控設備為4條皮帶機、12臺給煤機、3個煤倉、2臺液壓站油泵和2只定量斗/（每臺4個液壓稱重頭），裝載控制PLC根據檢測到各設備的狀態信號進行相應的指示和控制。主要檢測信號有箕斗到位信號、皮帶機和各給煤機的開停狀態、定量斗門的打開和關閉到位、裝載皮帶的跑偏保護、拉線緊停保護、定量斗的煤位滿信號和定量斗的稱重信號等。

定量斗的裝載方式有3種，即定重、定容、定時。在系統正常運行的情況下，采用液壓稱重系統定重方式，同時，采用定容和定時方式進行監視，以滿足自動裝載的要求。稱重控制系統人機界面顯示裝置除了就地顯示稱重值外，還能通過儀表上的數據通訊接口將稱重值送至井上顯示儀表和工控機中。

3.1.2.2 裝載站閉鎖

裝載控制按照裝載工藝設備的動作順序在上下信號之間閉鎖。裝載站閉鎖信號只是閉鎖裝載設備和提升機，不影響卸載設備的運行。如果箕斗停車位置不準確，系統會報警，保持狀態，并禁止裝載。裝載工作完成后，系統會發出提升信號。

3.1.3 卸載站控制

卸載站設箕斗到位信號、卸載完成信號和井口煤倉滿信號。卸載站的檢測信號由通訊光纜和提升機的主控PLC連接，進行相應的信號指示。卸載站控制臺采用卸載信號一體化設計，具有LED模擬顯示功能、語音通訊功能。同時，卸載站控制臺采用了必要的防腐措施，元器件采用的是進口產品，結構采用的是礦用隔爆型兼本安型。

3.1.4 卸載站閉鎖

卸載倉滿倉時，提升機不允許提煤。當卸載站發生故障時，如果一次提升開始，需待此次提升完畢后閉鎖提升。箕斗門開閉裝置位置信號參與卸載閉鎖，箕斗門開閉裝置收回不到位發不出開車信號。卸載閉鎖只是閉鎖卸載設備和提升機，不影響裝載設備運行。提升信號為直發式，裝載不完成，卸載不完畢，發不出提升信號。在特殊情況下（比如箕斗提人），提升信號有轉發功能。

3.1.5 通訊聯系

裝/卸載站的控制系統能分別把各設備工作狀態和故障信息上傳到司機室工控機上，以便形成裝、卸工藝流程畫面和故障表。

3.2 提升信號系統功能

提升信號控制方式為自動、手動和備用信號。當控制方式為自動時，由裝/卸載完成信號控制；當控制方式為手動時，由操作人員按動相應的打點按鈕控制。信號分為上提、下放、慢上、慢下和停車幾種，準備好信號應能直發給提升機電控，井口信號必須與絞車控制回路相閉鎖。

提升信號應有單邊提升功能，在一箕斗不能正常工作時，提升信號能屏蔽此邊所有裝/卸載信號，使另一箕斗能正常提升。

各信號點有聲光兼備的提升信號，同時，具有語音通訊功能，以便各水平之間聯系。

4 新自動裝/卸載電控系統的優點

4.1 節省人力

裝載站裝設2個操作臺，分別安裝在裝載硐室和皮帶巷。2個操作臺功能一致，互為備用，在皮帶巷操作時，信號硐室可不安排人員，節省人力。

4.2 安全方面

新自動裝/卸載電控系統具有防止二次裝載的程序保護，為箕斗裝煤后，扇形門關閉，不能二次裝煤，要先完成另一鉤的裝載后才可裝煤。

4.3 便于安裝

原來的PLC防爆箱不可拆卸，新PLC防爆箱方便拆卸、安裝，且新PLC控制箱預留足夠的接口，滿足新煤倉、給煤機、皮帶機設備的安裝要求。

5 經濟效益

主井傳動系統的升級改造大大提高了主井的安全性和提升能力 ，緩解了提煤壓力，創造出了較好的經濟效益。

〔編輯：白潔〕