矿井斜巷架空人车的应用

贾云志

摘要:结合《煤矿固定抱锁器架空乘人装置》技术标准,引进PLC自动控制系统,在架空乘人装置原有的打滑、脱绳、越位、拉线急停等保护功能基础上,增加了上水平与运输绞车闭锁和下水平与铁道阻车器互锁等保护功能,确保架空乘人装置在混合巷道等特殊使用环境安全运行。

Abstract:Combining with the technical standards of the Mine Fixed Grip-lock Device by a Person Installs Overhead, PLC automatic controlling system is brought in. On the basis of slipping off rope, crossing the line, pulling emergency stop and other protection functions, up- level and transport winch latch and the down- level and railroad car stop interlock protection function are added in order to keep the space vehicles operating safely in the mixed roadway and other special environment.

关键词:架空乘人装置;PLC;安全控制

Key words:space vehicle device; PLC; safety control

中图分类号:TD26 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0053-01

1原控制系统结构特点和工作原理

原架空乘人装置电气控制系统由动力开关、限位开关、急停开关和控制按钮等组成。由于各种保护主要依靠机械动作的保护开关完成,系统配置较低,无法对超速和打滑故障进行有效保护,而且时常发生保护失灵和保护误动作故障,设备运行的安全性和可靠性得不到保障。

另外,由于煤矿井下人员三班作业及工作性质不同,零散人员比较多,上下班乘坐架空乘人装置的时间不集中固定,设备经常处于空载运行状态,不但浪费电能,不符合节能要求,而且还增加了机械和钢丝绳的磨损,导致设备使用寿命缩短。

2PLC可编程控制系统结构特点和工作原理

2.1 系统功能煤矿井下架空乘人装置PLC可编程控制系统主要可以实现如下控制和保护功能:(1)计时减数控制和显示,实现无人值守功能。(2)乘人装置电控系统与绞车电控系统具有可靠的电气闭锁。(3)乘人装置电控系统与车场阻车器具有可靠的电气和气动互锁。(4)多点闭锁和闭锁站点显示。(5)打滑保护。(6)到站语音提示。(7)越位保护。(8)脱绳保护。(9)沿线声光信号通讯功能。

2.2 系统构成和结构特点煤矿井下架空乘人装置PLC可编程控制系统由矿用隔爆兼本质安全型乘人装置控制箱、矿用本质安全型乘人装置分控箱和各种保护传感器及控制电缆组成。

矿用隔爆兼本质安全型乘人装置控制箱采用LG(K7M-DR40U)高速可编程控制器为核心,组成具有控制、状态显示、记时自动停车和起车告警等功能为一身的先进控制系统。该系统结构紧凑,功能完备,安全性和可靠性较上一代产品均有大幅度提高。隔爆兼本质安全型乘人装置控制箱外形为直式方形结构,主要有下箱体和上线腔两部分,下箱体有抽屉式芯架,机芯架安装在下箱体的四个固定孔上,由紧固螺栓固定,上接线腔内有三个主接线柱,另外还有六个九芯接线柱和四个四芯接线柱用来外接反馈信号、远控、近控及工作状态信号,为隔爆兼本安型接线腔。

主控制系统装于隔爆箱内,电源采用单相660V输入,可输出一路±12V本安电源,并具有高亮度LED显示电源、运行、闭锁等状态指示。

矿用本质安全型乘人装置分控箱采用本质安全型结构,有多个喇叭口供进出控制电缆使用,可以悬挂在两侧的巷道壁上。每个分控箱有各自独立的站号,分控箱可以接收来自主控制箱和其它分控箱的运行、故障和闭锁信号,把信号发往控制箱,并显示记时、闭锁点的站点,以及故障原因。分控箱为横式长方形的本安型壳体外形结构,两侧共有四个小喇叭口进出端,内有两个热二十点接线端子。

2.3 技术特性矿用隔爆兼本质安全型乘人装置控制箱:①输入电压:AC660V;②最大工作电流:0.5A;③本安输出:本安最大开路电压DC+12.5V;④运行时间:可根据用户实际使用要求调整;⑤防爆型式:矿用隔爆兼本质安全型;⑥工作形式:连续。矿用本质安全型乘人装置分控箱:①工作电压:12VDC;②控制距离:0-2km;③防爆型式:矿用本安型本安最大输出电流1.3A;④运行时间:60分钟(可调);⑤防爆标志:ExibI;⑥工作形式:连续。

2.4 工作原理该系统以PLC为核心控制器件,具有计时自动停车、急停闭锁、与绞车的电气闭锁、与车场铁道阻车器电气(气动)互锁、脱绳保护、越位保护、打滑保护、起车告警、多点控制、状态和记时显示等功能。

控制箱门上设有起动按钮、停止按钮和复位按钮,显示窗可以显示电源、运行、沿线闭锁、绞车闭锁、脱绳保护、越位保护、过载保护等状态,当分控箱发出起车信号后,乘人装置延时告警起动;如果沿线闭锁,乘人装置立即停车并无法起车。PLC设定运行时间初始值为15分钟,15分钟后自动停车,用户可按起动按钮使乘人装置继续工作。实际运行时间可根据架空乘人装置单程运行时间通过继电器板拨码开关进行设定。

打滑保护安装在机头的托轮处、越位保护安装在机头或机尾规定下车的地方,脱绳保护安装在变坡处。沿线每隔50-100米设置声光信号装置,乘人装置人行道一侧从机头开始每隔50-100米应安装一台沿线停机的急停开关。所有传感器将运行信号通过控制电缆传输给PLC进行数据分析处理,PLC根据设备运行状态实现控制和保护功能。

该控制系统尤其适宜在混合巷道安装使用,由于混合巷道一端安装运输绞车,运输绞车和架空人车绝不允许同时运行,系统具有电气闭锁功能;另一端为车场,架空人车工作时防止矿车进入其运行区域发生危险,必须在车场铁道设置阻车器,架空人车和车场阻车器具有电气和气动互锁功能。

3结束语

煤矿井下架空乘人装置安全控制系统是设备安全运行的可靠保证,利用本系统可拓展煤矿井下架空乘人装置的应用环境,在提高架空乘人装置安全性和可靠性前提下,既减少了设备的无效运行时间、延长了设备使用寿命,又节约了能源、降低了生产成本,同时由于系统可实现无人值守运行,从而为企业减少了开支。该系统结构紧凑、原理简单,可靠性高、安全实用、安装维护方便,在煤矿井下架空乘人装置中应用,具有很好的推广价值。

参考文献:

[1]蔡崧.传感与PLC编程技术基础[M].北京:电子工业出版社,2005.

[2]许 ,等.电器控制与PLC控制技术[M].北京:机械工业出版社,2005.

[3]王永华,等.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:北京航天航空大学出版社,2003.