李立明

（潞安環(huán)能股份公司常村煤礦， 山西 長(zhǎng)治 046102）

1 王村副井搖臺(tái)運(yùn)行存在的問(wèn)題

王村工區(qū)副井操車系統(tǒng)自2014 年第一季度安裝調(diào)試完成后，在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)搖臺(tái)正常起到位，操車系統(tǒng)的狀態(tài)也顯示正常，但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，操車系統(tǒng)的搖臺(tái)狀態(tài)卻變?yōu)椤皳u臺(tái)未起到位”，不僅造成了提升機(jī)緊急停車或者無(wú)法啟動(dòng)，而且對(duì)王村副井的正常生產(chǎn)及人員物料的提升造成極大影響，經(jīng)過(guò)縝密分析主要原因如下：

1）“搖臺(tái)起到位”的到位開(kāi)關(guān)使用的是磁性到位開(kāi)關(guān)，在到位開(kāi)關(guān)剛進(jìn)入磁鐵的磁性范圍即顯示“搖臺(tái)起到位”，進(jìn)而停止液壓電磁閥，搖臺(tái)不再升起。這時(shí)到位開(kāi)關(guān)與磁鐵并沒(méi)有有效正對(duì)，到位開(kāi)關(guān)只是剛剛進(jìn)入了磁鐵磁性范圍的邊緣臨界線，搖臺(tái)到位狀態(tài)并不是很穩(wěn)定。

2）搖臺(tái)的工作環(huán)境中有大量的機(jī)械振動(dòng)，如：天輪的旋轉(zhuǎn)、提升鋼絲繩的擺動(dòng)、井架的晃動(dòng)、罐籠與井筒罐道的摩擦、井口井底礦車與推車機(jī)和阻車器的碰撞等[1-2]，這些大量的機(jī)械振動(dòng)使搖臺(tái)只要有輕微的顫動(dòng)，搖臺(tái)到位開(kāi)關(guān)就離開(kāi)了磁鐵的磁性范圍，導(dǎo)致提升機(jī)緊急停車或者無(wú)法啟動(dòng)，影響副井的正常生產(chǎn)及人員物料的提升。

2 優(yōu)化改造思路

1）加強(qiáng)到位信號(hào)的可靠性，到位開(kāi)關(guān)進(jìn)入磁鐵的磁性范圍后再運(yùn)行一段距離后停止，使到位開(kāi)關(guān)與磁鐵可以正對(duì)，有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)：第一種，在操車系統(tǒng)信號(hào)開(kāi)關(guān)內(nèi)增加一個(gè)延時(shí)繼電器，改接“搖臺(tái)起到位”的信號(hào)線。但信號(hào)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的元器件非常密集，沒(méi)有額外的位置增加延時(shí)繼電器和信號(hào)線、而且信號(hào)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電源模塊的輸出功率都是標(biāo)定好的，增加負(fù)荷會(huì)燒壞電源模塊影響整個(gè)操車系統(tǒng)的安全；第二種，在操車系統(tǒng)的控制程序內(nèi)增加一段延時(shí)程序。不用改變?nèi)魏维F(xiàn)場(chǎng)情況、不增加任何元器件。經(jīng)綜合分析決定采用第二種方法。

2）調(diào)整到位開(kāi)關(guān)至合適位置，使到位開(kāi)關(guān)與磁鐵正對(duì)時(shí)，搖臺(tái)剛好起到位。

3 優(yōu)化改造實(shí)施內(nèi)容

1）操車系統(tǒng)使用的是西門子S7-300 控制器，需一臺(tái)編程筆記本電腦，并安裝STEP7、WINCC、D7-SYS 等編程軟件。

2）對(duì)井口井底操車系統(tǒng)信號(hào)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的S7-300控制器使用的模塊進(jìn)行登記，在編程電腦上按照現(xiàn)場(chǎng)控制器安裝方式進(jìn)行硬件配置的調(diào)試。

3）建立程序編程的通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)置PG/PC接口的連接參數(shù)[3-4]。

4）在井口井底瓦斯檢驗(yàn)合格的條件下，打開(kāi)操車系統(tǒng)信號(hào)開(kāi)關(guān)柜。使用數(shù)據(jù)線將編程電腦與S7-300 控制器的CPU 連接，調(diào)試建立連接[5]。

5）將CPU 內(nèi)的操車程序上傳到編程電腦內(nèi)，查找到“搖臺(tái)起到位”程序塊（改造前程序見(jiàn)圖1），在“搖臺(tái)起傳感器”處加入延時(shí)程序段（見(jiàn)圖2）。

圖1 改造前“搖臺(tái)起到位”程序塊原始程序

圖2 優(yōu)化改造后“搖臺(tái)起到位”程序塊原始程序

6）操車系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至檢修模式，將搖臺(tái)強(qiáng)制起到位。7）調(diào)整到位開(kāi)關(guān)位置，使到位開(kāi)關(guān)與磁鐵正對(duì)。

8）操車系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至正常手動(dòng)模式，試驗(yàn)“搖臺(tái)起”經(jīng)延時(shí)50 ms、100 ms、200 ms、300 ms、500 ms后，觀察到位開(kāi)關(guān)與磁鐵的實(shí)際位置，得出最佳延時(shí)時(shí)間寫入延時(shí)程序段內(nèi)。

9）保存更改好的PLC 程序至CPU 存儲(chǔ)卡內(nèi)。10）斷開(kāi)連接，關(guān)閉信號(hào)開(kāi)關(guān)柜，恢復(fù)操車系統(tǒng)正常操車[6]。

4 優(yōu)化改造后效果分析

PLC 程序優(yōu)化前，搖臺(tái)起到位后，到位開(kāi)關(guān)只是剛剛進(jìn)入了磁鐵磁性范圍的邊緣臨界線，搖臺(tái)的到位狀態(tài)并不是很穩(wěn)定。井口井底大量的機(jī)械振動(dòng)，使搖臺(tái)只要有輕微的顫動(dòng)，搖臺(tái)到位開(kāi)關(guān)就離開(kāi)了磁鐵的磁性范圍，導(dǎo)致提升機(jī)緊急停車或者無(wú)法啟動(dòng)，影響副井的正常生產(chǎn)及人員物料的提升。

PLC 程序優(yōu)化后，通過(guò)王村副井搖臺(tái)PLC 程序優(yōu)化，把鉤工的每次操作都可以使搖臺(tái)起到位，搖臺(tái)的到位開(kāi)關(guān)可以有效進(jìn)入磁鐵的磁性范圍，增加了到位信號(hào)的穩(wěn)定性，完全杜絕了搖臺(tái)到位信號(hào)丟失的情況，減小了因提升機(jī)緊急停車或者無(wú)法啟動(dòng)造成的能源損耗和設(shè)備磨損，保證了人員物料提升的安全性，為王村井下職工的生命安全和井筒設(shè)備的正常運(yùn)行提供了保障。