矿山翻罐信号系统安全联锁设计应用

姜海涛，何伟国

浙江漓铁集团有限公司，浙江 绍兴 312041

0 引言

浙江漓铁集团有限公司原有的翻罐系统在电机车送车进翻罐笼翻车、出车等过程都是操作工用哨子作为信号，采用一声停，二声送，三声拉的方式。在这种操作方式下，电机车驾驶员与翻罐笼操作工很容易误听信号而造成事故。在这种情况下，我们参考了本单位的主井绞车提升信号，设计了翻罐笼送车声光信号。

1 罐笼声光信号原理

如图（1）所示，采用中间继电器、交流接触器作为电气控制工具。具体工作原理为：ZK合闸，03和04线得电，接触器C通过停止按钮1QA的常闭触点得电而吸合，同时接触器主触头C1、C2闭合。C1、C2为黄、绿灯信号电源开关，它们闭合后，红灯3D、1ZSD通过1J常闭触点而使灯亮。

第一次按按钮2QA时：2QA的常开触点闭合，电铃DL通过2QA得电，电铃响。这时接触器ZJ通过2QA得电吸合，ZJ1常开触点闭合，中间继电器1J得电吸合，1J1常开触点闭合，1J自保。此时1J1的常闭触点断开，灯3D、1ZSD失电，红灯不亮。1J2常开触点闭合，为按钮2QA的释放做准备，ZJ1的常闭触点因ZJ的吸合而断开。

放开按钮2QA时：2QA的常开触点断开，电铃不响，接触器ZJ失电。ZJ1常闭触点复位，接触器1C通过ZJ1、1J2得电吸合。接触器1C1的常开触点闭合，同时1C自保。这时接触器1C2的常开触点闭合，为下一次按2QA做准备。

第二次按按钮2QA时：电铃通过2QA得电，电铃第二次响起。接触器ZJ通过2QA吸合，ZJ2常开触点闭合，中间继电器2J通过ZJ2、1C2、1J1吸合。4D、2ZSD通过3J1常闭触点使黄灯亮。此时2J1常开触点闭合自保，2J2常开触点闭合为放开2QA做准备。

放开按钮2QA时：2QA的常开触点断开，电铃不响。接触器ZJ断电释放，ZJ2常闭触点复位，接触器2C通过2J2、ZJ2得电吸合。此时2C1的常开触点闭合，2C自保，2C2的常开触点闭合，为下一次做准备。

第三次按按钮2QA时：2QA的常开触点闭合，电铃通过2QA得电，电铃第三次响。接触器ZJ通过2QA得电吸合，ZJ3的常开触点闭合，中间继电器3J通过3J3 、2C2得电吸合。3J1的常开触点闭合，为3J自保。3J1的常闭触点断开，黄灯4D、2ZSD失电而不亮。此时绿灯通过3J1得电，5D、3ZSD灯亮。

随时按停止按钮1QA：1QA的常闭触点断开，接触器C失电。主触点C1、C2断开使05、06号电源线没有电压，黄、绿灯及信号电器都失电。1QA常开触点闭合，电铃DL通过1QA得电。此时电铃响，红灯通过1J1常闭触点得电，灯亮。

注：3D、4D、5D为操作台指示灯，1ZSD、2ZSD、3ZSD为红、黄、绿信号灯。为了使电机车驾驶员更清晰的分辨信号，我们在1＃翻罐笼安装电笛，2＃翻罐笼安装电铃。铃响一声红灯亮（停车信号），铃响两声红灯灭，黄灯亮（送车信号），三声铃响黄灯灭，绿灯亮（拉车信号）。

声光信号投入使用后，在一定程度上对安全生产起到了保障作用。

2 信号装置的进一步改进

改造后的信号装置投入使用后，偶尔还会有事故发生。经技术人员调查后发现：有些夜班驾驶员不知道自己的车在哪支道上，一听到信号就急于开车，这样就往往有事故发生。这说明这个方案还有一定的缺陷，还需要逐步完善。

根据以上情况，为确保万无一失，我们在原来的基础上对电路进行了改进。我们对1＃和2＃电机车裸电线进行了分断，即在距离翻罐笼30m处将电机车裸电线断开，再用绝缘板连接好。电机车裸电线二头用线引出，旁边装一只配电箱，配电箱里装两只150A/220V的直流接触器，两只降压电阻（400Ω/250W）作为两支电机车裸电线的分断开关。这样当人为切断电机车裸电线电源时，不管车在哪条道上，只有经过翻车工送电，车才会动，避免了驾驶员行因信号不明，乱开车，生产安全得到了保障。

图1

改进后的电路见图2，电气工作原理为：电源采用电机车裸电线的电源（直流250V）。当第二次按2QA时，黄灯亮，放开2QA按钮时，接触器2C通过2J2的常开触点闭合，ZJ2常闭触点复位后得电吸合。2C3的常开触点闭合，直流接触器DCJ通过2C3的常开触点闭合，以及降压电阻Rf后得电吸合，电机车裸电线有电。按1QA停止按钮，接触器C失电，主触头C1、C2断开，05、06线失电。接触器2C失电，2C3常开触点复位。直流继电器DCJ失电，主触头断开，电机车裸电线断电。从实质上讲，翻车工也控制了电机车的运行，操作人员的安全得到了保障。

该电路具有如下特点：1）增加的元件少；2）操作方式不变；

3）改动的工作量小；4）工作可靠性高；5）维修方便。

图2

为了进一步确保翻矿的安全，我们又在距离翻罐笼较近的两段电机车裸电线上各设置了两只光电接近开关（一只为常开接点KA型，一只为常闭接点KB型，接近开关型号为FB80-40 AC 250V），对翻矿信号系统进行第三次改造。改造原理图和电路图如下图3和图4所示。

图3

电电气工作原理为：电机车朝罐笼方向运行时，电机车的集电弓碰到接近开关KB，不影响翻罐，当电机车继续运行，集电弓碰到接近开关KA时，接触器4C吸合，翻罐笼不能翻矿。当电机车后退时，集电弓碰到接近开关KB时,接触器4C释放，翻罐笼可以正常翻矿。此联锁装置起到了防止翻罐笼误翻矿车的作用。

图4

3 结论

本套装置电路设计简单，故障率低，通过近段时间的运行，总体效果较为理想，翻罐笼翻矿安全得到了有力保障。随着电子技术的飞速发展，大量集成电路模块和PLC控制器得到了很好的应用。

[1]任建军主编.矿井电气[M].山东机械工业出版社，2003.

[2]常润主编.电工手册[S].北京机械工业出版社，2002.

[3]李敬梅主编.电力控制线路与技能训练[M].中国劳动社会保障出版社，2001.

[4]张德明主编. 矿山设计手册[M].中国矿业大学出版社，2006.