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        提升機(jī)故障的重要數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測

        2016-06-02 03:09:50龍煤公司鶴崗分公司峻德煤礦王向華淮南礦業(yè)集團(tuán)潘三煤礦
        電子世界 2016年9期
        關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)采集

        龍煤公司鶴崗分公司峻德煤礦 王向華淮南礦業(yè)集團(tuán)潘三煤礦 王 斌

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        提升機(jī)故障的重要數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測

        龍煤公司鶴崗分公司峻德煤礦 王向華
        淮南礦業(yè)集團(tuán)潘三煤礦 王 斌

        【摘要】針對(duì)提升機(jī)出現(xiàn)緊急停車事故,上位機(jī)同時(shí)出現(xiàn)故障,無法調(diào)取提升機(jī)緊急停車時(shí)的位置、電流、速度等重要參數(shù),設(shè)計(jì)了一套提升機(jī)故障時(shí)重要數(shù)據(jù)的采集及監(jiān)測程序,對(duì)提升機(jī)在跳閘狀態(tài)時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

        【關(guān)鍵詞】緊急停車;上位機(jī)故障;數(shù)據(jù)采集

        0 前言

        峻德煤礦新井井塔始建于1996年8月,井筒施工同步進(jìn)行,設(shè)備安裝于1998年2月,工程由鶴崗礦務(wù)局規(guī)劃設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),鶴崗礦務(wù)局建設(shè)安裝處承建,2000年11月移交峻德礦。

        井塔設(shè)計(jì)安裝主提、副提兩臺(tái)摩擦式絞車,井筒為混合提升。井筒直徑7m,主提系統(tǒng)為JKM-3.5×6/Ⅲ型多繩摩擦式提升機(jī),傳動(dòng)為ZD285/58型3000kW高轉(zhuǎn)矩直流電機(jī)直聯(lián)滾筒拖動(dòng),采用雙箕斗的等重尾繩的提升系統(tǒng),設(shè)計(jì)服務(wù)二水平,擔(dān)負(fù)煤炭提降任務(wù)。副提系統(tǒng)為JKM-2.8×6/Ⅲ型多繩摩擦式提升機(jī),配套ZKJ2150/620型1250kW高轉(zhuǎn)矩直流電機(jī)直聯(lián)滾筒拖動(dòng),采用單罐籠帶平衡錘的等重尾繩的提升系統(tǒng),設(shè)計(jì)服務(wù)一、二水平,擔(dān)負(fù)人員升降,物料升降任務(wù)。這兩臺(tái)提升機(jī)電控系統(tǒng)均采用大功率可控硅整流設(shè)備,西門子S7可編程控制器,電控部分為全數(shù)字控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)提升機(jī)故障的重要數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測,就是針對(duì)這兩臺(tái)多繩摩擦式提升機(jī)而設(shè)計(jì)。

        1 問題的提出

        提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)的重要機(jī)電設(shè)備之一,提升機(jī)的正常運(yùn)行不僅關(guān)系到煤炭的運(yùn)輸,而且承載著煤礦人員的升、入井和物料的運(yùn)送任務(wù)。隨著峻德煤礦生產(chǎn)能力的不斷提高,提升機(jī)的運(yùn)行次數(shù)顯著增加,人員和物料的運(yùn)送任務(wù)非常繁忙,提升機(jī)每天的運(yùn)行次數(shù)達(dá)五、六百勾,日產(chǎn)量高達(dá)9000-10000噸。

        現(xiàn)代提升機(jī)的電控系統(tǒng)是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)物,往往由大型PLC和數(shù)十個(gè)外圍設(shè)備組成。任何一處出現(xiàn)故障都有可能造成提升機(jī)緊急停車事故。提升機(jī)的電控系統(tǒng)都配有上位機(jī)。對(duì)提升機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視,故障發(fā)生時(shí),可以利用上位機(jī)的軟件進(jìn)行故障原因查找。同時(shí)可以從上位機(jī)調(diào)取提升機(jī)緊急停車時(shí)的位置、電流、速度等重要參數(shù),便于分析提升機(jī)當(dāng)時(shí)的狀態(tài),排除故障。因此對(duì)提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài),尤其是提升機(jī)發(fā)生緊急停車時(shí)的運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測就尤為重要。一旦上位機(jī)出現(xiàn)問題,不能在線監(jiān)視時(shí),并且PLC的軟件設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)考慮到對(duì)這些變量的保持,提升機(jī)的正常運(yùn)行參數(shù)和事故狀態(tài)時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)均無法查找,查找事故原因就會(huì)變得很麻煩。因此在絞車的PLC程序中重新設(shè)計(jì)增加了一段撲捉程序,用來撲捉提升機(jī)在故障急停情況下的重要數(shù)據(jù),配合使用西門子STEP7程序中的變量表功能,實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)故障時(shí)重要數(shù)據(jù)的采集及監(jiān)測,使查找故障更方便、快捷。

        2 原理

        2.1 數(shù)據(jù)采集

        程序原理如圖1所示:

        圖1 程序原理

        由于峻德煤礦提升機(jī)屬于全自動(dòng)運(yùn)行,所以程序設(shè)計(jì)只針對(duì)自動(dòng)運(yùn)行方式。程序中的MD516為提升機(jī)速度,其速度值有正副的變化,CMP是一個(gè)比較器,可以使用其大于輸出和小于輸出。圖中只有在正向運(yùn)行速度大于0.5米/秒和反向運(yùn)行速度大于-0.5米/秒時(shí),才會(huì)輸出高電位?;蜷T電路保證在正向或反向超過設(shè)定的0.5米/秒速度時(shí)都會(huì)有輸出。速度值設(shè)定為0.5米/秒,主要考慮提升機(jī)的末端爬行速度設(shè)定為0.4米/秒,通常在檢修過程中要試驗(yàn)各種保護(hù),設(shè)定0.5米/秒的作用實(shí)際上是將這一部分出現(xiàn)的故障值過濾掉,減少數(shù)據(jù)量。

        在提升機(jī)正常運(yùn)行情況下,如果安全回路跳閘,與門電路輸出高電平,M63.0為高電平上升沿檢測功能塊,當(dāng)檢測到輸入端信號(hào)由0變?yōu)?出現(xiàn)上升沿變化時(shí),則上升沿檢測功能塊標(biāo)志位M63.0被觸發(fā)。MOVE為賦值功能塊,使能端EN輸入信號(hào)出現(xiàn)從0到1的變化時(shí),將輸入端IN的數(shù)值賦值給輸出端OUT。當(dāng)提升機(jī)安全回路跳閘時(shí),PLC控制程序?qū)⑻嵘龣C(jī)在跳閘瞬間的速度值MD516賦值給MD622,深度值MD750賦值給MD630,電流值MD222賦值給MD634,并且被保存下來。直到下一次安全回路動(dòng)作,上述數(shù)據(jù)將被刷新。

        2.2 數(shù)據(jù)讀取和監(jiān)測

        由于打開控制程序不安全也不方便,通常是在PLC與電腦連機(jī)的情況下,直接觀察該程序的運(yùn)行情況,這時(shí)只能對(duì)一小塊程序的運(yùn)行狀況可以有比較直觀的監(jiān)控,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)較多時(shí)無法在一個(gè)頁面監(jiān)控所有數(shù)據(jù),翻頁查找很不方便。本設(shè)計(jì)使用STEP控制程序中的變量表,可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)各種從二進(jìn)制到浮點(diǎn)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行編排和實(shí)時(shí)監(jiān)控,變量表可以將需要的數(shù)據(jù)以表格的形式建立起來,統(tǒng)一進(jìn)行監(jiān)視,大大的方便了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,便于系統(tǒng)調(diào)試和故障查找。

        打開項(xiàng)目程序界面,選擇新建會(huì)出現(xiàn)選項(xiàng)如:功能塊FB、數(shù)據(jù)塊DB、功能FC、變量表VAT等選項(xiàng),選擇VAT變量表,即可新建。如圖2所示:

        將MD622,MD630,MD634三個(gè)參數(shù)填入變量表,點(diǎn)擊監(jiān)視按鈕,打開變量表的在線監(jiān)視功能,即可隨時(shí)觀察到上述數(shù)據(jù)。提升機(jī)緊急停車時(shí)電機(jī)勵(lì)磁電流是284.5A,電樞電流2311.3A,以及速度和緊急停車位置等數(shù)據(jù)均可以顯示。此外,如果需要對(duì)監(jiān)視變量進(jìn)行修改,可以點(diǎn)擊Modify value一欄,輸入自己需要的數(shù)據(jù)值,點(diǎn)擊修改,就可以方便的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。如果變量表中加入了二進(jìn)制數(shù)據(jù),例如開關(guān)量,由于I輸入點(diǎn)的狀態(tài)是由外部輸入電路的狀態(tài)決定的,O輸出點(diǎn)的狀態(tài)是由PLC內(nèi)部程序的邏輯運(yùn)行結(jié)果控制的,在系統(tǒng)調(diào)試中假如輸出條件不具備但是仍然需要高電平輸出時(shí),還可以方便的使用變量表的強(qiáng)制功能。強(qiáng)制輸出高電平,從而使調(diào)試工作變得簡單。

        提升機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),通過變量表可以知道提升機(jī)在跳閘時(shí)的位置、電流、速度等重要參數(shù),極大的方便了故障原因的查找,如果需要保存其他重要數(shù)據(jù),例如勵(lì)磁電流、電機(jī)溫度、軸承溫度、風(fēng)機(jī)風(fēng)量等可以添加新的賦值功能塊進(jìn)行保存。如果需要保存二進(jìn)制開關(guān)量的變化,則可以通過增加SR或RS觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)。為快速的解決提升機(jī)故障提供了有利的依據(jù)。

        3 結(jié)束語

        此邏輯控制程序在提升機(jī)的控制系統(tǒng)應(yīng)用后,完成了提升機(jī)緊急停車時(shí)的運(yùn)行參數(shù)的記錄和采集,成功地避免上位機(jī)不工作時(shí),提升機(jī)發(fā)生故障停車時(shí)的重要運(yùn)行參數(shù)丟失,使提升機(jī)故障查找得到迅速解決。不僅保證了生產(chǎn)而且節(jié)約了時(shí)間,大大提高了安全生產(chǎn)的效率。

        參考文獻(xiàn)

        [1]田效伍.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M].上海交通大學(xué)出版社出版,2007.

        作者簡介:

        王向華(1973—),女,1997年畢業(yè)于鶴崗職工大學(xué)機(jī)電專業(yè),工程師,現(xiàn)任龍煤公司鶴崗分公司峻德煤礦動(dòng)力科技術(shù)員,主要研究方向:煤礦電氣自動(dòng)化。

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