吳鑫

摘要：本文詳細(xì)介紹了立井提升機(jī)在自動(dòng)提煤過程中對箕斗余煤情況的監(jiān)測方法，闡述了通過PLC針對此問題設(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。《煤礦安全規(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之間的正比曲線對應(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，信號系統(tǒng)PLC將稱重信號模擬量傳至主控系統(tǒng)PLC，根據(jù)對應(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能減小。

三、箕斗余煤監(jiān)測設(shè)計(jì)原理

1、信號系統(tǒng)PLC將定量斗壓磁稱重信號通過模擬量輸出模塊以電壓信號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）通過對應(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PLC數(shù)字量輸入模塊，信號系統(tǒng)收到報(bào)警信號后，閉鎖下次開車（不再發(fā)出動(dòng)車信號點(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)測程序的應(yīng)用

1、本設(shè)計(jì)利用提升機(jī)現(xiàn)有的信號及電控系統(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與提升機(jī)等速段電樞電流的對應(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，對卸煤狀況進(jìn)行監(jiān)測，編入箕斗余煤監(jiān)測程序，進(jìn)一步增加程序的準(zhǔn)確可靠性。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：上海大屯能源股份有限公司龍東煤礦）