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。