王村副井搖臺PLC 程序優化改造

李立明

（潞安環能股份公司常村煤礦， 山西 長治 046102）

1 王村副井搖臺運行存在的問題

王村工區副井操車系統自2014 年第一季度安裝調試完成后，在使用過程中發現搖臺正常起到位，操車系統的狀態也顯示正常，但是經過一段時間運行，操車系統的搖臺狀態卻變為“搖臺未起到位”，不僅造成了提升機緊急停車或者無法啟動，而且對王村副井的正常生產及人員物料的提升造成極大影響，經過縝密分析主要原因如下：

1）“搖臺起到位”的到位開關使用的是磁性到位開關，在到位開關剛進入磁鐵的磁性范圍即顯示“搖臺起到位”，進而停止液壓電磁閥，搖臺不再升起。這時到位開關與磁鐵并沒有有效正對，到位開關只是剛剛進入了磁鐵磁性范圍的邊緣臨界線，搖臺到位狀態并不是很穩定。

2）搖臺的工作環境中有大量的機械振動，如：天輪的旋轉、提升鋼絲繩的擺動、井架的晃動、罐籠與井筒罐道的摩擦、井口井底礦車與推車機和阻車器的碰撞等[1-2]，這些大量的機械振動使搖臺只要有輕微的顫動，搖臺到位開關就離開了磁鐵的磁性范圍，導致提升機緊急停車或者無法啟動，影響副井的正常生產及人員物料的提升。

2 優化改造思路

1）加強到位信號的可靠性，到位開關進入磁鐵的磁性范圍后再運行一段距離后停止，使到位開關與磁鐵可以正對，有兩種方法可以實現：第一種，在操車系統信號開關內增加一個延時繼電器，改接“搖臺起到位”的信號線。但信號開關柜內的元器件非常密集，沒有額外的位置增加延時繼電器和信號線、而且信號開關柜內電源模塊的輸出功率都是標定好的，增加負荷會燒壞電源模塊影響整個操車系統的安全；第二種，在操車系統的控制程序內增加一段延時程序。不用改變任何現場情況、不增加任何元器件。經綜合分析決定采用第二種方法。

2）調整到位開關至合適位置，使到位開關與磁鐵正對時，搖臺剛好起到位。

3 優化改造實施內容

1）操車系統使用的是西門子S7-300 控制器，需一臺編程筆記本電腦，并安裝STEP7、WINCC、D7-SYS 等編程軟件。

2）對井口井底操車系統信號開關柜內的S7-300控制器使用的模塊進行登記，在編程電腦上按照現場控制器安裝方式進行硬件配置的調試。

3）建立程序編程的通訊網絡結構，設置PG/PC接口的連接參數[3-4]。

4）在井口井底瓦斯檢驗合格的條件下，打開操車系統信號開關柜。使用數據線將編程電腦與S7-300 控制器的CPU 連接，調試建立連接[5]。

5）將CPU 內的操車程序上傳到編程電腦內，查找到“搖臺起到位”程序塊（改造前程序見圖1），在“搖臺起傳感器”處加入延時程序段（見圖2）。

圖1 改造前“搖臺起到位”程序塊原始程序

圖2 優化改造后“搖臺起到位”程序塊原始程序

6）操車系統轉換至檢修模式，將搖臺強制起到位。7）調整到位開關位置，使到位開關與磁鐵正對。

8）操車系統轉換至正常手動模式，試驗“搖臺起”經延時50 ms、100 ms、200 ms、300 ms、500 ms后，觀察到位開關與磁鐵的實際位置，得出最佳延時時間寫入延時程序段內。

9）保存更改好的PLC 程序至CPU 存儲卡內。10）斷開連接，關閉信號開關柜，恢復操車系統正常操車[6]。

4 優化改造后效果分析

PLC 程序優化前，搖臺起到位后，到位開關只是剛剛進入了磁鐵磁性范圍的邊緣臨界線，搖臺的到位狀態并不是很穩定。井口井底大量的機械振動，使搖臺只要有輕微的顫動，搖臺到位開關就離開了磁鐵的磁性范圍，導致提升機緊急停車或者無法啟動，影響副井的正常生產及人員物料的提升。

PLC 程序優化后，通過王村副井搖臺PLC 程序優化，把鉤工的每次操作都可以使搖臺起到位，搖臺的到位開關可以有效進入磁鐵的磁性范圍，增加了到位信號的穩定性，完全杜絕了搖臺到位信號丟失的情況，減小了因提升機緊急停車或者無法啟動造成的能源損耗和設備磨損，保證了人員物料提升的安全性，為王村井下職工的生命安全和井筒設備的正常運行提供了保障。