主井提升机箕斗“煤未卸尽”的保护设计

李希武

摘 要：本文详细介绍了主井在自动提煤过程中箕斗出现“煤未卸尽”现象的原因以及由此产生的后果。阐述了针对此问题而设计的编程思想，硬件组成以及软件设计。此设计的投入，能使矿井主提升机有效安全的运行。

关键词：PLC可编程控制器；煤未卸尽；主井提升机；

文章编号：1674-3520（2015）-02-00-01

我矿主井提升系统在原煤提升运行期间，由于井下煤质黏度较大，煤中又常含有大块矸石及水分，造成箕斗被提到卸载站时出现煤卸不净现象，箕斗在被往复提升过程中，里面的煤与矸石越积越多，如不及时发现，严重时的后果相当于箕斗二次装载。大家都知道，当已被二次装载的箕斗由装载站向上提升的过程中，提升机的电流也越来越大，由于电机电气特性较硬，当电流超出最大保护值时，其保护元件等将会被烧坏。导致提升机无法将箕斗向上提升，后果将会严重影响矿井安全生产。出现这种现象后，只有人员到井筒中箕斗所在位置，把煤从箕斗里卸出。

这种处理方法的弊端就是：人员处理工程量相当大，处理时间较长影响矿井产量。现在采取PLC技术对我矿主井提升机箕斗“煤未卸尽”问题进行了保护设计。

一、设计思想

我矿主井采用双箕斗提升，箕斗设计满载值25t，实际最大提升量不得超过30t，箕斗的超载范围即不能大于5t。当井筒中箕斗C1与箕斗C2运行到交错点时，由于此时提升箕斗的钢丝绳的静张力最小，系统根据电流计算得出来两箕斗的差重值，通过比较本斗与上一斗的差重值，如果得出差重的絕对值大于5t，则说明上一斗箕斗中有超出5t煤没有卸尽，箕斗到停车位时系统将不给到位信号，装载系统中的定量斗停止向箕斗中装煤，并向司机发出警报。

二、硬件组成

根据设计我们要利用主井S7系统现有的设备，具体如下：STEP7编程器一台；主控PLC-400一台；装载站PLC-300一台；WINCC人机画面上位机一台。STEP7编程器将编好的程序通过MPI网下载到主控PLC-400中，通过调试运行，装载站PLC通过DP网络将其所监视传感器、继电器状态传输给主控PLC，并由人机界面发出指令，PLC通过执行元件控制设备。系统结构如图1所示。

三、系统软件设计

系统的软件设计基本按梯形图逻辑（LAD）编辑语言编制。

在程序段1中，在主提升机司机操作台上取一按钮，作为“功能投入”钮。当全自动提煤时，将功能钮投入。利用M500.0作为此功能的自保点，作为当程序段5中的故障点426.5输出时复位用。利用M500.0作为此功能的自保点，作为当程序段5中的故障点426.5输出时复位用。见图2。

在程序段2中，当主箕斗C1或副箕斗C2在装载位时，将储存在“MD1118”差重值复制到地址MD630中，可把MD630和MD1118分别理解为上一钩和本钩提煤时两箕斗的差重值。

在程序段3中，假设C2在上斗中有煤未卸尽，现在C1中被装入30t煤，C2由卸载站向装载站运行，当系统检测出MD1118与MD630的值不相等时，将它们进行减法运算。此时，运算输出值存在MD634中的值为负值。

在程序段4中，我们把MD634里的值取绝对值，目的是与程序段5中的自定义常量IN2进行比较。见图3。

在程序段5中的IN2为超载范围，此值用户可以根据现场需要自行设定。我矿主井箕斗设计满载值25t，实际最大提升量不得超过30t，超载范围不得大于5t。现将IN2定为5，当MD634的值大于5时，复位线圈M426.5接通，通过MPI网将故障点传到WINCC中，WINCC界面显示故障信号。

同时在程序段 6中的常开点M426.5断电，当PLC可编程控制器中的FM458模块计算出副箕斗C2的实际位置在装载到位上限与下限之间时，即C2到停车位时系统将不给到位信号，定量斗停止向C2中装煤.提升机解除自动提煤运行。

四、人机界面

通过WINCC画面监控系统对系统可进行绞车运行状态显示、故障监视报警，并且对于所需记录的运行状态及报警都可以进行记录。当功能投入确认后，如未出现“煤未卸尽”故障，故障指示灯将一直显示为绿色，反之，将显示红色。

五、结语

主井提升机卸煤不净，造成箕斗在装载位置二次装煤，是生产中时常遇见的情况，采用PLC技术对我矿主井提升机箕斗“煤未卸尽”问题进行保护设计后，能提高系统运行的稳定性和安全性，减少了运行故障和停产时间，节省了人力和物力，提高了运煤能力，安全和经济效益得到显现。