孫慧峰，高同輝

（平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 平頂山 467001）

0 引言

某礦主井裝載機原操作控制系統(tǒng)采用PLC對皮帶機、給煤機、翻板、定量斗及主井上、下信號傳輸進行控制，全部閉鎖及聯(lián)鎖關(guān)系均由PLC內(nèi)部程序完成。這套系統(tǒng)投入使用一段時間后，由于井下出煤含水份大、淤煤多等因素的影響，經(jīng)常使PLC出現(xiàn)誤動作，導(dǎo)致閉鎖及聯(lián)鎖功能失效，向清煤斜下成勾撒煤，對礦井生產(chǎn)造成威脅，也造成大量的人力、物力浪費。為徹底改變這種狀況，技術(shù)人員對裝載機控制操作系統(tǒng)各設(shè)備之間的閉鎖及聯(lián)鎖關(guān)系進行了科學(xué)分析，并結(jié)合生產(chǎn)實際，自行設(shè)計制作了一套裝載機操作系統(tǒng)，對原有控制系統(tǒng)進行了技術(shù)改進，經(jīng)過一段時間的使用證明，我們自行設(shè)計改進的操作系統(tǒng)基本能解決閉鎖及聯(lián)鎖功能的準(zhǔn)確可靠操作，徹底解決向清煤斜下大量撒煤的問題，本文將具體作法總結(jié)如下。

1 問題的分析

該礦原主井絞車系采用JKMD-4×4（Ⅲ）E落地式多繩摩擦輪提升機，由直流電動機拖動，電氣控制系統(tǒng)采用全數(shù)字控制磁場換向SCR-D系統(tǒng)，可實現(xiàn)無級調(diào)速，具有較好的運轉(zhuǎn)特性，能實現(xiàn)高效運行?？刂葡到y(tǒng)分全自動、半自動、手動、驗繩操作。調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用德國進口原裝6RA23全數(shù)字調(diào)節(jié)器。操作系統(tǒng)采用美國進口原裝GE90-30可編程序控制器。實際生產(chǎn)的需要GE90-30退出運行時，經(jīng)操作轉(zhuǎn)換開關(guān)可使提升機在GE90-30退出的事故狀態(tài)下轉(zhuǎn)入繼電器方式簡易開車。此外，當(dāng)整流柜或變壓器一組發(fā)生事故時，通過方式轉(zhuǎn)換柜，可將其脫離系統(tǒng)，提升機可在降低功率下滿載半速運行。

該礦立井裝載設(shè)備主要由斗箱、溜槽、閘門、控制缸和測重裝置組成。如圖1所示。

圖1 立井裝載機結(jié)構(gòu)組成示圖

2 技術(shù)改進途徑和技術(shù)改進關(guān)鍵

（1）利用整塊式繼電器作為主要控制部件，設(shè)計控制各設(shè)備。

（2）閉鎖及聯(lián)鎖關(guān)系；通過計算與現(xiàn)場安裝調(diào)試相結(jié)合，實現(xiàn)機構(gòu)的閉鎖及聯(lián)鎖關(guān)系。

（3）確定各繼電器容量及參數(shù)。

（4）繼電器的容量大小配合要符合使用要求；閉鎖及聯(lián)鎖關(guān)系要符合現(xiàn)場實際工作狀況；整個系統(tǒng)要滿足井下防爆要求。

3 控制系統(tǒng)方案的改進

該控制系統(tǒng)改進的思路：應(yīng)用整塊式繼電器適應(yīng)惡劣環(huán)境能力強的特點，重新設(shè)計制作一套裝載操作系統(tǒng)，實現(xiàn)嚴(yán)密的閉鎖及聯(lián)鎖功能，確保主井正常生產(chǎn)。

改進后的操作控制系統(tǒng)主要是通過判斷箕斗到位與否以及箕斗位置與翻板位置是否一致的關(guān)系，并通過控制定量斗扇形門的開啟或關(guān)閉，實現(xiàn)了定量斗扇形門的開或關(guān)；通過控制定量斗煤位高低來控制皮帶的啟停及皮帶與給煤機的閉鎖功能。主要功能的工作原理論述如下。

4 控制系統(tǒng)的工作原理

（1）當(dāng)上左箕斗到位時：工作原理如圖2所示。

第一，主井上井架箕斗到位開關(guān)信號SQ 1控制24V繼電器K1，使之吸合，其常開接點K14閉合，裝載下右到位指示燈H3點亮，同時其另一常開接點K12閉合。

第二，按正常動作程序，翻板應(yīng)保持在左到位狀態(tài)，此時磁性接近開關(guān)DW1動作，其接點閉合，使繼電器K4吸合，其常開接點K43閉合，點亮翻板左到位指示燈H1，同時其另一常開接點K41閉合。

第三，常開接點K12、K41的閉合，為打開定量斗扇形門提供了必要條件。此時，若需向箕斗裝煤，按定量斗扇形門開啟按鈕SB2，使小容量繼電器K3吸合，其常開接點K31閉合，K3自保，使電磁閥G2帶電，打開定量斗扇形門開始裝煤。

第四，裝煤結(jié)束后可手動按扇形門關(guān)閉按鈕SB1或者通過箕斗離開到位位置K12或K22斷開繼電器K3回路，使K3釋放，電磁閥G2失電，扇形門關(guān)閉，完成裝煤動作。

第五，裝煤結(jié)束后，按信號按鈕帶動井上和井下聲光信號，完成信號傳輸。

（2）當(dāng)上右箕斗到位時：其控制工作原理如圖3所示。

主井上井架箕斗到位開關(guān)信號SQ2控制24V繼電器K2吸合，其常開接點K24閉合，點亮箕斗下左到位指示燈H4，同時使電磁閥G1帶電，翻板自動翻至右到位。

當(dāng)翻板翻至右到位時，磁性接近開關(guān)DW2動作，使繼電器K5吸合，并點亮翻板右到位指示燈H2。

繼電器K2、K5的吸合，使常開接點K22、K51均閉合，由于此串接線路與K12、K41的串接線路相并聯(lián)，其隨后的工作過程與上左箕斗到位時（3）條以后的內(nèi)容相同。

（3）當(dāng)箕斗不到位時：工作原理如圖3所示。繼電器K1、K2均不吸合，翻板保持在左到位狀態(tài)，繼電器K3不能形成回路，定量斗打不開。

（4）正常裝煤時：工作原理如圖4所示。若定量斗扇形門處于打開位置，即磁性接近開關(guān)DW3不動作，則繼電器K6釋放，其常開接點K62所帶指示燈H5滅，由于常開接點K61串接在皮帶控制回路中，使皮帶繼電器P1達(dá)不到吸合條件，因此不能開動皮帶向定量斗裝煤，以防將煤卸入井底。

圖2 上左箕斗到位時工作原理圖

圖3 上右箕斗到位時和箕斗不到位時工作原理

圖4 正常裝煤時工作原理圖

當(dāng)定量斗扇形門關(guān)閉時，磁性接近開關(guān)DW3動作帶動繼電器K6吸合，使H5燈點亮，同時常開接點K61閉合，為皮帶控制回路的接通提供了必要條件，此時按下皮帶啟動按鈕SB3，通過回路AC36使繼電器P1吸合，其常開接點P14閉合，繼電器P1自保。其常開接點P12、P13的閉合為1#、2#給煤機的啟動提供通路。

皮帶開啟后，可根據(jù)需要通過按SB4、SB5啟動按鈕開啟1#、2#給煤機向定量斗裝煤。當(dāng)定量斗中煤位達(dá)到額定裝煤量時，煤位電極開關(guān)DW4接點閉合，繼電器K7吸合，其常閉接點K71斷開繼電器P1的控制回路，皮帶自動停止，繼電器P1的常開接點P12、P13同時斷開給煤機繼電器G1、G2的控制回路，完成整個裝煤過程。其PLC的具體外部接線端如圖5所示，其輸出輸入端代號及作用詳見表1。

表1 I/O接口

5 應(yīng)用效果

經(jīng)綜合比較和實踐證明，新系統(tǒng)投入運行后，克服了原系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)能力差、故障點多、線路復(fù)雜、故障率高且難以查找的弊端，既能夠確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，又能夠代替原PLC系統(tǒng)實現(xiàn)嚴(yán)密可靠的閉鎖及聯(lián)鎖功能。能滿足實際生產(chǎn)的需要。

[1]陳立定，吳玉香，蘇開才.電氣控制與可編程控制器[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001.

[2]洪曉華.煤礦運輸提升[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

[3]張學(xué)成.工礦企業(yè)供電[M].高等教育出版社，1999.

[4]田淑珍.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].機械工業(yè)出版社，2005.