基于PLC的運(yùn)輸破碎運(yùn)行方式改造

鄭惠龍

（霍州煤電集團(tuán)汾河焦煤股份有限公司億隆煤業(yè) ，山西 洪洞 031600）

1 工作面概況

億隆煤礦工作面有一部重型皮帶輸送機(jī)和配套破碎機(jī)，輸送機(jī)和破碎機(jī)屬于獨(dú)立的啟停關(guān)系，在正常生產(chǎn)時(shí)配套良好，但由于沒(méi)有相關(guān)的閉鎖設(shè)計(jì)，若破碎機(jī)突發(fā)故障停機(jī)而皮帶司機(jī)不知情的情況下，皮帶機(jī)依然正常運(yùn)行，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)堆煤，煤流外溢和拉回煤的現(xiàn)象，最終造成了溜煤嘴的堵塞，該故障清理難度高，工作量大，導(dǎo)致皮帶和破碎機(jī)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法啟動(dòng)，在增加職工勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，直接影響了礦井的原煤生產(chǎn)，因此，需要對(duì)皮帶機(jī)和破碎機(jī)進(jìn)行連鎖運(yùn)行，杜絕單一設(shè)備停機(jī)造成的嚴(yán)重后果[1]。

2 皮帶與破碎機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)方案設(shè)計(jì)

2.1 連接結(jié)構(gòu)

工作面上，采到的大塊原煤經(jīng)過(guò)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)狡扑闄C(jī)，由破碎機(jī)進(jìn)行破碎以后輸送出工作面，如圖1所示，由于運(yùn)輸機(jī)和破碎機(jī)分別由兩個(gè)不同的電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，因此，若不進(jìn)行連鎖運(yùn)行的設(shè)計(jì)，則就會(huì)出現(xiàn)單一設(shè)備停機(jī)后出現(xiàn)的嚴(yán)重后果。

圖1 皮帶運(yùn)輸機(jī)與破碎機(jī)工作方式

2.2 運(yùn)行時(shí)的故障分析

帶式輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生的故障主要有以下幾種[2]：①皮帶斷帶；②驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障；③皮帶打滑；④縱向撕裂，等等。輸送機(jī)的故障信息以及安全隱患進(jìn)行了分析之后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)工作過(guò)程中發(fā)生了不正常現(xiàn)象，如果任由這種不正常現(xiàn)象持續(xù)可能會(huì)造成機(jī)器故障的產(chǎn)生。

破碎機(jī)在運(yùn)行中可能會(huì)因?yàn)轵?qū)動(dòng)電機(jī)的故障等發(fā)生停機(jī)，破碎機(jī)的停機(jī)和輸送機(jī)的停機(jī)造成的后果是完全不一樣的，由于沒(méi)有連鎖設(shè)置，破碎機(jī)停止運(yùn)行，皮帶司機(jī)如果沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)后關(guān)閉皮帶，那么皮帶就會(huì)源源不斷的將原煤塊運(yùn)輸?shù)狡扑闄C(jī)處，此時(shí)破碎機(jī)處就會(huì)發(fā)生堆煤、煤流外溢等，而且這種故障的清理難度大，時(shí)間長(zhǎng)，在沒(méi)有清理結(jié)束的時(shí)候，采煤是不能進(jìn)行的，這會(huì)極大地降低原煤的開(kāi)采效率。

2.3 改造方法

為了能及時(shí)的檢測(cè)到皮帶機(jī)和破碎機(jī)的運(yùn)行情況，采用一些特定的傳感器，它們能夠監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的溫度、皮帶的運(yùn)行速度、破碎機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等，當(dāng)一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候，及時(shí)停機(jī)，保護(hù)另外的一些配套設(shè)備，防止故障的擴(kuò)大化，對(duì)PLC的程序進(jìn)行改造，使輸送機(jī)和破碎機(jī)能夠連鎖運(yùn)行，通過(guò)特定的程序進(jìn)行啟動(dòng)和停止，確保發(fā)生故障時(shí)能把影響減到最小。

3 監(jiān)測(cè)控制微系統(tǒng)搭建

3.1 PLC的選型

本系統(tǒng)中是以PLC為控制中樞，通過(guò)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，并利用一定的通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸[3]。通過(guò)PLC對(duì)所采集回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷并作出下一步指令，指令到達(dá)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。整個(gè)工作過(guò)程可以通過(guò)服務(wù)器端進(jìn)行查看和監(jiān)測(cè)。核心控制器PLC根據(jù)具體情況選擇AB公司的Micro850系列的型號(hào)為2080-LC50-48QWB，其支持24v直流電供電，并且有28路24v直流電壓輸入以及20路繼電器輸出。本身還包含五個(gè)拓展口，這些接口可以外接I/O模塊或者通訊模塊等等，完全可以保證整個(gè)系統(tǒng)的信息處理。

3.2 傳感器的選型

根據(jù)輸送機(jī)的工作環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的傳感器進(jìn)行選型。①溫度傳感器選擇型號(hào)為GWD100這個(gè)可以滿足井下特殊的工作環(huán)境；②堆煤傳感器選擇型號(hào)為GUJ30,安裝在特定位置可以檢測(cè)堆煤事件的發(fā)生；③煙霧傳感器選擇型號(hào)為KGQ-1，可以檢測(cè)工作環(huán)境的煙霧濃度；④速度傳感器選擇型號(hào)為KG5007A，可以作為皮帶的打滑以及超速的監(jiān)測(cè)裝置；跑偏傳感器選擇型號(hào)為GEJ30，可以檢測(cè)皮帶工作過(guò)程中的運(yùn)行情況；⑤撕裂傳感器選擇型號(hào)為GVD1200，為本質(zhì)防爆安全型，可以滿足煤礦對(duì)設(shè)備的安全要求；⑥瓦斯傳感器選擇型號(hào)為GJC4/100，精確地濃度測(cè)試完全滿足當(dāng)前的需要；⑦關(guān)于電流電壓的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，采用模擬量就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集監(jiān)測(cè)[4]。

4 軟件設(shè)計(jì)

將變頻器運(yùn)行返回點(diǎn)與破碎機(jī)開(kāi)關(guān)的運(yùn)行返回點(diǎn)連接，通過(guò)程序控制皮帶操作臺(tái)里的延時(shí)繼電器，使破碎機(jī)、變頻器、風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)一鍵啟動(dòng)，破碎機(jī)先運(yùn)行3s后，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，風(fēng)機(jī)全部啟動(dòng)后變頻器啟動(dòng)，停機(jī)時(shí)，正好相反，皮帶停止后破碎機(jī)3秒后才會(huì)停轉(zhuǎn)，如果中間破碎機(jī)突然停止運(yùn)行，皮帶也第一時(shí)間停止，從技術(shù)上杜絕了煤流外溢現(xiàn)象的發(fā)生，既方便了職工操作，同時(shí)創(chuàng)造了設(shè)備安全運(yùn)行的環(huán)境，編程軟件使用與Micro850系列PLC配套的Connected Components Workbench，這個(gè)軟件內(nèi)置了PLC的編程環(huán)境以及在線調(diào)試的功能，配置了多種通訊方式和PLC進(jìn)行連接[5]。Connected Components Workbench在與PLC通訊時(shí)需要配合RsLINX進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。程序流程圖如圖2所示。

圖2 主程序和保護(hù)子程序流程圖

5 結(jié) 語(yǔ)

本次改造中，通過(guò)傳感器對(duì)皮帶和破碎機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到其運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)處理器PLC的處理，當(dāng)單一設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)切斷，減小了故障引起的后果，有效解決了配套設(shè)備連鎖統(tǒng)一運(yùn)行的問(wèn)題，減少了事故的發(fā)生，增加了工作面的原煤開(kāi)采量，并且方便了人員操作。