安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司 賀祥洪

五礦礦業(yè)（安徽）開發(fā)有限公司 牛曉凱

副井提升機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計

安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司 賀祥洪

五礦礦業(yè)（安徽）開發(fā)有限公司 牛曉凱

本文從功能說明、硬件配置、軟件設(shè)計三個方面介紹副井提升機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計。

遠(yuǎn)程控制；AC800M

安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司作為是華東地區(qū)儲量最大的地下黑色金屬礦山，原礦產(chǎn)量700萬噸/年，資源擁有量達(dá)3.81億噸，服務(wù)年限44年。1#副井提升系統(tǒng)作為安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司人員、物料上下井的主要的通道之一，全套采用ABB公司生產(chǎn)電控系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和直流傳動系統(tǒng)。1#副井提升系統(tǒng)原設(shè)計對提升機(jī)的操作由兩名卷揚(yáng)司機(jī)在卷揚(yáng)機(jī)房操作臺實現(xiàn)，通過在信號房增加一臺卷揚(yáng)遠(yuǎn)程操作臺，可實現(xiàn)在信號房對提升機(jī)進(jìn)行操作。

1 功能說明

在提升機(jī)房操作臺上增加遠(yuǎn)程操作選擇開關(guān)。只有在選擇功能觸發(fā)后，遠(yuǎn)程操作臺才可以實現(xiàn)操作。在遠(yuǎn)程操作臺不可用或故障情況下，操作人員通過選擇開關(guān)，將系統(tǒng)切換到卷揚(yáng)操作臺操作，確保系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù)性。選擇開關(guān)采用具有機(jī)械互鎖保護(hù)功能的鑰匙開關(guān)進(jìn)行選擇控制，防止人員誤操作。

遠(yuǎn)程操作臺通過Profibus通訊電纜與電控室控制器實現(xiàn)通訊，控制器實時讀取信號操作臺I/O的數(shù)據(jù)，一旦I/O輸入故障，系統(tǒng)將觸發(fā)安全回路，確保系統(tǒng)安全可靠。

遠(yuǎn)程操作臺急停按鈕通過硬線直接接入電控室安全回路，確保急停信號的可靠性，符合規(guī)程要求。

在井口信號房增加上位機(jī)一臺，便于操作人員實時掌握提升系統(tǒng)的狀況和各項參數(shù)，由于信號房與電控室距離較近，上位機(jī)直接通過網(wǎng)線接入電控室控制系統(tǒng)。

遠(yuǎn)程操作臺與控制系統(tǒng)通訊配置圖如圖1所示：

圖1 通訊配置圖

2 硬件配置

AC800M控制器是導(dǎo)軌安裝式模塊化控制器家族，其中包括CPU、通訊模塊、電源模塊和各種附件?？晒┻x擇的CPU根據(jù)其處理能力、內(nèi)存大小及是否支持冗余分成幾類。每個CPU模塊配備有兩個以太網(wǎng)端口，用于連接操作員站、工程師站、管理站及更高層次的應(yīng)用。這兩個以太網(wǎng)端口可配置成冗余，用于提高系統(tǒng)的可利用性。另外還配備了兩個RS-232C端口，可供CPU與編程/調(diào)試工具以及第三方系統(tǒng)和設(shè)備之間進(jìn)行通訊。該模塊上可以添加若干通訊和I/O模塊，例如：另加的RS-232C端口，可以使系統(tǒng)連接更多的第三方系統(tǒng)和設(shè)備。 Profibus DP、DP/V1接口使S200、S800及S900 I/O系統(tǒng)以遠(yuǎn)程I/O的集成，同時可支持市場上的符合Profibus通訊協(xié)議的產(chǎn)品和設(shè)備，F(xiàn)oundation Field bus接口，提供基金會現(xiàn)場總線的HSE，可直接連接FF總線H1適配器。ABB INSUM接口，直接支持對電氣開關(guān)柜控制和監(jiān)視。

MasterBus 300接口，支持Advant OCS和ABB Master系統(tǒng)。S100I/O接口，支持從現(xiàn)有的 Advant 410/450 及 MasterPiece 200系統(tǒng)升級到AC 800M系統(tǒng)。I/O模塊，S800 I/O作為AC800M本地I/O模塊。以上這些連接方式和擴(kuò)展選擇使AC800M無比的開放和可擴(kuò)展。非常容易與現(xiàn)有應(yīng)用的各種系統(tǒng)、設(shè)備、接口相連接，用戶可以根據(jù)不同需求，選擇基本系統(tǒng)，或今后擴(kuò)展以適應(yīng)各種變化需求。

為實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作臺與主控PLC的通訊，需增加通訊分站CI801模塊，通訊模塊CI801通過DP電纜與主控PLC模塊的CI854模塊實現(xiàn)通訊。CI801后可擴(kuò)展相應(yīng)的AI模塊、AO模塊、DI模塊和DO模塊，已實現(xiàn)模擬量信號、數(shù)字量信號的輸入和輸出。遠(yuǎn)程操作臺與主控PLC硬件配圖如圖2。

圖2 遠(yuǎn)程操作臺與主控PLC硬件配置圖

3 軟件設(shè)計

ABB公司AC800M控制器專用編程軟件Compact Control Builder AC 800M支持5種編程語言：功能塊、結(jié)構(gòu)化文本、順序功能表、指令表、梯形圖。本系統(tǒng)編程使用功能塊。

3.1 如何實現(xiàn)遠(yuǎn)程模式的投入

將操作臺遠(yuǎn)程模式投入信號DiPA1OpRemoteOn、遠(yuǎn)程操作臺遠(yuǎn)程模式投入信號DiPR1OpRemoteOn和提升機(jī)運(yùn)行信號P42.C2.InMotion取反做與運(yùn)算的結(jié)果作為遠(yuǎn)程模式啟動的置位信號，即操作臺模式選擇按鈕旋至遠(yuǎn)程模式、遠(yuǎn)程操作臺模式選擇按鈕旋至遠(yuǎn)程模式，同時提升機(jī)在未運(yùn)行狀態(tài)下，才能將提升機(jī)運(yùn)行模式切換遠(yuǎn)程模式。

圖3 與運(yùn)算模塊

3.2 如何實現(xiàn)操作臺和遠(yuǎn)程操作臺切換

通過使用CBM軟件中選擇模塊SEL，選擇模塊有三個輸入通道一個輸出通道，三個輸入通道分別為G、IN0、IN1，當(dāng)輸入通道G為真值true時，輸出通道輸出IN1通道狀態(tài)值，當(dāng)輸入通道G為假值false時，輸出通道輸出IN0通道狀態(tài)值。將遠(yuǎn)程模式投入信號接入輸入通道G，將操作臺輸入信號接入輸入通道IN0，將遠(yuǎn)程操作臺輸入信號接入輸入通道IN1，以實現(xiàn)操作臺和遠(yuǎn)程操作臺功能切換，即當(dāng)遠(yuǎn)程模式投入信號為真值true時，遠(yuǎn)程操作臺輸入信號起作用，當(dāng)遠(yuǎn)程模式投入信號為假值false時，操作臺輸入號起作用。

圖4 選擇模塊

3.3 遠(yuǎn)程操作臺急停信號接入軟件安全回路

遠(yuǎn)程操作臺急停信號和操作臺急停信號做或運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸出至軟件安全回路。遠(yuǎn)程操作臺和操作臺的急停信號都可以使安回路斷開。

圖5 或運(yùn)算模塊

4 結(jié)語

安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司1#副井遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)2017年7月投入運(yùn)行至今各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，實現(xiàn)了人員優(yōu)化，取得了良好的效果，具有推廣價值。

[1]馬建民,趙玉增．現(xiàn)代提升機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)[M]．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2002．

[2]王志凱．礦井提升機(jī)遠(yuǎn)程集中自動化控制系統(tǒng)設(shè)計[J]．礦山機(jī)械,2016,44(9)：39-41．