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        基于PLC的平開式自動礦井安全門的設(shè)計

        2011-01-19 10:56:30金武飛曹云翔王海波紀(jì)秋帆
        制造業(yè)自動化 2011年10期
        關(guān)鍵詞:警示燈安全門副井

        金武飛,曹云翔,王海波,靳 濤,紀(jì)秋帆,邱 菊

        (北京機械工業(yè)自動化研究所,北京 100120)

        基于PLC的平開式自動礦井安全門的設(shè)計

        金武飛,曹云翔,王海波,靳 濤,紀(jì)秋帆,邱 菊

        (北京機械工業(yè)自動化研究所,北京 100120)

        在金屬礦山生產(chǎn)中,副井井口安全門的保護作用至關(guān)重要。目前,我國金屬礦井口安全門的開閉多為人工手動操作,不利于安全生產(chǎn)[1]。根據(jù)目前各種礦用安全門的結(jié)構(gòu)特點和金屬礦山現(xiàn)場實際條件要求,設(shè)計了平開式自動安全門。本文介紹了安全門的系統(tǒng)構(gòu)成及各部分功能、控制原理、主要技術(shù)參數(shù)和應(yīng)用效果?,F(xiàn)場使用表明:安全門結(jié)構(gòu)合理,工作安全可靠,各項指標(biāo)均符合《金屬礦山安全規(guī)程》的要求,效果良好。

        自動礦井安全門;平開式;不銹鋼;PLC

        0 引言

        在我國金屬礦生產(chǎn)建設(shè)中,副井提升是礦井人員上下、物料、設(shè)備運輸?shù)难屎硪?,因而井口安全門的可靠與否直接影響到礦井的安全提升[1]。目前,我國金屬礦副井井口安全門多為手動操作,很難實現(xiàn)與提升系統(tǒng)聯(lián)鎖,不利于安全提升,達不到現(xiàn)代化礦井的高標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。

        邯邢西石門鐵礦1號副井采用的安全門為手動平開式安全門,人工操作,在使用過程中存在著諸多弊端:與提升機獨立,不符合《金屬礦山安全規(guī)程》中有關(guān)安全門聯(lián)鎖的要求;靠工人自己開關(guān)門容易產(chǎn)生誤動作;設(shè)計簡陋、保護不全。

        針對這些問題和現(xiàn)場要求,受邯邢西石門鐵礦委托,設(shè)計了平開式不銹鋼自動安全門,現(xiàn)場使用表明,該安全門設(shè)計合理,系統(tǒng)穩(wěn)定,安全可靠,操作簡便,各項指標(biāo)符合《金屬礦山安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定,客戶反映效果良好。

        1 系統(tǒng)概述

        根據(jù)現(xiàn)場巷道空間有限、環(huán)境惡劣、空氣濕度大的特點對安全門進行了特殊設(shè)計,傳動部分與電機一體化設(shè)計、防護等級高(IP67),304不銹鋼門體。門的開關(guān)停過程通過可編程控制系統(tǒng)和專用電機控制板來實現(xiàn),符合防護門的智能遠程控制和與提升機聯(lián)鎖的要求,且在可靠性、易維護性和安全性等方面較原安全門有很大的提高。各種指示信號燈、保護裝置使系統(tǒng)易操作、更人性化,有效保證門控系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下可靠工作,提高提升的安全性。

        2 系統(tǒng)構(gòu)成及各部分功能

        2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

        該自動安全門系統(tǒng)主要有PLC控制系統(tǒng)、ALCOR N控制板、遙控裝置、ELI 250型開門機、不銹鋼門體組成。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示:

        圖1 系統(tǒng)組成框圖

        2.2 各部分功能

        2.2.1 PLC控制系統(tǒng)

        PLC通過控制ALCOR N控制板實現(xiàn)安全門的開關(guān)停,同時實現(xiàn)與提升系統(tǒng)的聯(lián)鎖和指示門的各種狀態(tài)。

        2.2.2 遙控裝置

        該裝置由遙控板和遙控接收器組成,在距控制箱方圓50米的范圍內(nèi)都可實現(xiàn)安全門的開關(guān)停。主要用于檢修和PLC控制系統(tǒng)故障時使用。

        2.2.3 ALCOR N控制板

        控制電機正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)安全門的開關(guān),開門速度8.5°/S,開門角度0-180°可調(diào)。

        2.2.4 ELI 250型平開門機

        開門機由密封完好的單極減速齒輪組成。鉸鏈-樞軸可以置于地下位置,將自動化系統(tǒng)隱蔽起來,保持了門的外形美觀。

        緊急運行時,可以通過專用鑰匙操作位于門下面拉桿-樞軸突出部的釋放機構(gòu)可以將門體緊急釋放,實現(xiàn)手動開關(guān)門。如圖2所示。

        2.2.5 不銹鋼門體

        采用304不銹鋼,適應(yīng)井下潮濕的環(huán)境,美觀大方。

        3 控制原理

        PLC收到罐籠到和罐籠停信號后送開門控制信號到ALCOR N控制板,開門機正轉(zhuǎn)安全門迅速打開同時安全門運行警示燈閃爍、關(guān)到位指示燈滅,開到設(shè)定角度后安全門自動停止同時安全門運行警示燈滅。

        人員或物料設(shè)備上下完畢后,PLC收到罐籠上行或下行信號后送關(guān)門控制信號到ALCOR N控制板,開門機反轉(zhuǎn)安全門迅速關(guān)閉同時安全門運行警示燈閃爍,關(guān)到位后安全門自動停止同時安全門運行警示燈滅、關(guān)到位指示燈亮。提升系統(tǒng)收到安全門關(guān)到位信號后,才能開車運行。

        4 主要技術(shù)參數(shù)

        1)電源電壓: 230VAC±10% 50Hz

        2)門體型式:平開型

        3)門扇重量:2x20kg

        4)單扇門尺寸:1100mmx1300mm

        5)阻擋功能:不可逆齒輪馬達

        6)開門機防護等級:IP67

        7)開關(guān)門速度:8.5°/S (可調(diào))

        8)開門角度:0-120°(可調(diào))

        9)電機功率:0.28KW

        10)開閉次數(shù):使用開閉次數(shù)達到100萬次

        11)工作環(huán)境溫度:-10-+55℃

        5 結(jié)束語

        該自動安全門系統(tǒng)通過PLC的邏輯控制實現(xiàn)了與提升機的聯(lián)鎖,為井口安全門設(shè)施的可靠運行提供了完善的保護手段,從而保證了安全提升的可靠性。邯邢西石門鐵礦1號副井2009年11月使用該系統(tǒng)至今,設(shè)備性能穩(wěn)定,安全可靠,深受客戶的好評。為實現(xiàn)現(xiàn)代化礦井,創(chuàng)建本質(zhì)安全型企業(yè)起到了積極的推動作用。該系統(tǒng)具有較好的推廣應(yīng)用前景[2],現(xiàn)場應(yīng)用如圖3所示。

        圖3 現(xiàn)場應(yīng)用

        [1] 蔡鋒, 宋海兵, 徐德強 煤礦新型井口安全門的研制與應(yīng)用[J]. 能源技術(shù)與管理, 2008(1): 103-104.

        [2] 徐德強, 王成禮. 微機控制自動安全門的推廣應(yīng)用[J]. 煤炭科技, 2008(2): 82-83.

        Design of swing automatic safety gates of mine based on PLC

        JIN Wu-fei, CAO Yun-xiang, WANG Hai-bo, JIN Tao, JI Qiu-fan, QIU Ju

        TP29

        B

        1009-0134(2011)5(下)-0127-02

        10.3969/j.issn.1009-0134.2011.5(下).39

        2011-01-04

        金武飛(1982-),男,河南周口人,碩士研究生,主要從事工業(yè)自動化系統(tǒng)集成技術(shù)的研究工作。

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