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        基于PLC技術(shù)的主提升機(jī)箕斗余煤監(jiān)測(cè)程序的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

        2019-03-29 10:15:48吳鑫
        科學(xué)與技術(shù) 2019年9期

        吳鑫

        摘要:本文詳細(xì)介紹了立井提升機(jī)在自動(dòng)提煤過程中對(duì)箕斗余煤情況的監(jiān)測(cè)方法,闡述了通過PLC針對(duì)此問題設(shè)計(jì)的編程思想。此報(bào)警程序的設(shè)計(jì)和應(yīng)用,進(jìn)一步保證了提升機(jī)的安全高效運(yùn)行,為煤礦主提升機(jī)“無人值守”自動(dòng)化運(yùn)行提供了有效的前提保障。

        關(guān)鍵詞:主提升機(jī);PLC可編程控制器;箕斗卸載

        引言

        隨著煤礦“智慧礦山”概念的提出,建立數(shù)字化、智能化、信息化、自動(dòng)化礦山已經(jīng)成為發(fā)展的必然趨勢(shì)?!睹旱V安全規(guī)程》第四百二十八條規(guī)定:主要提升裝置應(yīng)當(dāng)配有正、副司機(jī)。自動(dòng)化運(yùn)行的專用于提升物料的箕斗提升機(jī),可不配備司機(jī)值守,但應(yīng)當(dāng)設(shè)圖像監(jiān)視并定時(shí)巡檢。主提升機(jī)的“無人值守”意義重大,一是“無人則安,裝備換人”的安全效益,二是降低人工成本,減少人員誤操作,保證提升系統(tǒng)自動(dòng)化高效運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。要實(shí)現(xiàn)主提升機(jī)無人值守必須逐步制定和完善提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的故障保護(hù)機(jī)制,提升機(jī)箕斗余煤情況的監(jiān)測(cè)便是其中重要的一項(xiàng)保護(hù)。

        一、概述

        1、箕斗余煤原因

        主井提升機(jī)箕斗卸煤時(shí),往往會(huì)因提升的煤炭含水量較大粘度較大、大塊物料卡滯、箕斗扇形門未全打開或箕斗因內(nèi)部磨損等情況,會(huì)造成使箕斗卸載不完全而余煤。

        2、箕斗余煤后果

        如箕斗余煤,則會(huì)造成二次裝載,從而導(dǎo)致提升機(jī)過載跳閘。此時(shí)必須安排人員從副井下井至裝載硐室,人力將箕斗內(nèi)多余的煤扒出。如余煤量過大,則需使用手拉葫蘆等工具將箕斗扇形門拉開縫隙,慢慢將煤從箕斗放出至井底,如操作不當(dāng)很容易將主井底防撞梁、梯子間等砸壞,擴(kuò)大事故。人員在井筒高空作業(yè),危險(xiǎn)系數(shù)較大,且耗費(fèi)大量人力物力,影響數(shù)個(gè)小時(shí)生產(chǎn)時(shí)間。

        如箕斗余煤,提升機(jī)過載保護(hù)設(shè)定值較大,未發(fā)生過載跳閘,則會(huì)重物超載提升,提升機(jī)加減速或制動(dòng)時(shí),很可能因鋼絲繩與滾筒摩擦力不足而造成放大滑,后果更是極其嚴(yán)重。

        二、箕斗余煤監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)理念

        提升機(jī)箕斗、首繩等完全平衡的理想情況下,空勾提升機(jī)空勾運(yùn)行時(shí),等速段電樞電流應(yīng)為零。在提煤情況下,等速段電樞電流是完全作用于克服箕斗內(nèi)存煤的重力勢(shì)能。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性,可建立提升機(jī)在等速段電動(dòng)機(jī)電樞電流與定量斗稱重信號(hào)之間的正比曲線對(duì)應(yīng)關(guān)系。如額定每勾提8噸煤,等速段電樞電流為800A。則對(duì)應(yīng)關(guān)系為每噸煤電樞電流100A。

        定量斗裝載完畢且未卸載之前,信號(hào)系統(tǒng)PLC將稱重信號(hào)模擬量傳至主控系統(tǒng)PLC,根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系,可計(jì)算出理論提升電樞電流值,將該電流理論值與實(shí)際值比較求差值,如實(shí)際值小于理論值,說明上一勾箕斗卸載時(shí),箕斗內(nèi)有余煤,導(dǎo)致需克服提煤重力勢(shì)能減小。

        三、箕斗余煤監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)原理

        1、信號(hào)系統(tǒng)PLC將定量斗壓磁稱重信號(hào)通過模擬量輸出模塊以電壓信號(hào)的形式輸出給提升機(jī)主控系統(tǒng)PLC的模擬量輸入模塊。

        2、主控PLC將收到的PIW模擬輸入量(稱重信號(hào))通過對(duì)應(yīng)關(guān)系換算為理論電流值MW。

        3、將理論電流值減去實(shí)際電流值,得出差值,當(dāng)差值大于設(shè)定的報(bào)警值,則輸出報(bào)警。報(bào)警值根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。

        4、加上前提條件,提煤、兩勾二級(jí)制動(dòng)之間(等速段)、延時(shí)等,輸出報(bào)警。

        5、報(bào)警由主控PLC數(shù)字量輸出模塊至信號(hào)PLC數(shù)字量輸入模塊,信號(hào)系統(tǒng)收到報(bào)警信號(hào)后,閉鎖下次開車(不再發(fā)出動(dòng)車信號(hào)點(diǎn)),閉鎖定量斗給煤。手動(dòng)打點(diǎn)走勾,將余煤卸載后方可進(jìn)入正常提煤。

        四、箕斗余煤監(jiān)測(cè)程序的應(yīng)用

        1、本設(shè)計(jì)利用提升機(jī)現(xiàn)有的信號(hào)及電控系統(tǒng)硬件設(shè)施,僅增加數(shù)芯模擬量及數(shù)字量傳輸信號(hào)電纜,無額外投資成本。

        2、在實(shí)際的應(yīng)用中需將定量斗稱重信號(hào)與提升機(jī)等速段電樞電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系,以及在實(shí)際應(yīng)用中設(shè)定合適的報(bào)警差值,則本程序可準(zhǔn)確判斷箕斗余煤情況。

        3、發(fā)生箕斗余煤后,在監(jiān)控上位機(jī)WinCC界面閃動(dòng)及鳴笛報(bào)警,提升絞車司機(jī)及檢修維護(hù)人員,必須進(jìn)行空勾運(yùn)行,將箕斗余煤卸凈。

        五、結(jié)語

        1、本設(shè)計(jì)程序簡(jiǎn)單有效,解決了由于箕斗煤未卸凈導(dǎo)致箕斗余煤,并發(fā)生二次裝載問題。

        2、本設(shè)計(jì)理念新穎,技術(shù)先進(jìn),具有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。

        3、下一步可在箕斗卸煤口處增設(shè)物料傳感器,對(duì)卸煤狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè),編入箕斗余煤監(jiān)測(cè)程序,進(jìn)一步增加程序的準(zhǔn)確可靠性。

        參考文獻(xiàn)

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        [2]寇子明,李玉瑾.礦井提升系統(tǒng)基礎(chǔ)理論[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2013.

        [3] 聶夢(mèng)雅,付學(xué)強(qiáng). 基于PLC的箕斗余煤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 煤礦機(jī)械. 2014(03)

        [4] 唐科.基于PLC主井提升機(jī)裝卸載保護(hù)的設(shè)計(jì)[J]. 煤炭工程. 2010(06)

        (作者單位:上海大屯能源股份有限公司龍東煤礦)

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