PLC控制在礦井提升機(jī)打點(diǎn)信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要:本系統(tǒng)以三菱FX2N系列PLC為主控制器,根據(jù)礦井現(xiàn)場(chǎng)中提升機(jī)工作要求,進(jìn)行提升機(jī)打點(diǎn)信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)具有打點(diǎn)信號(hào)數(shù)字及漢字同步顯示、記憶功能,語音通訊功能及適應(yīng)生產(chǎn)的控制信號(hào)安全閉鎖功能,這大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的智能化程度和安全性。本系統(tǒng)已初步試用,結(jié)果表明:系統(tǒng)運(yùn)行可靠、性能穩(wěn)定,符合煤礦安全生產(chǎn)的需要。本文重點(diǎn)介紹系統(tǒng)構(gòu)成及功能。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201610/306799.htm早期礦井提升機(jī)打點(diǎn)信號(hào)系統(tǒng)控制以集成電路或單片機(jī)居多,與PLC可編程控制器相比,前者維護(hù)、使用比較復(fù)雜,故障率較高,性能不穩(wěn)定,容易發(fā)生誤動(dòng)作。本系統(tǒng)以PLC控制器為核心,采用LED屏同步模擬顯示,可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編程,很容易解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問題,誤動(dòng)作率低,操作簡(jiǎn)單,極大的提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性。
1 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)控制主要分為3大部分:絞車房、上井口、下井口。三部分控制器均采用三菱公司FX2N系列PLC。
1.1 主要部分基本配置
1)絞車房
絞車房基本配置:48點(diǎn)晶體管型PLC、繼電器擴(kuò)展模塊、控制按鈕、語音通訊模塊、報(bào)警電路、LED點(diǎn)陣顯示模塊、數(shù)碼管顯示模塊、普通電源等。
2)上井口
上井口車場(chǎng)基本配置:32點(diǎn)繼電器型PLC、語音通訊模塊、控制按鈕、報(bào)警電路、LED點(diǎn)陣顯示模塊、數(shù)碼管顯示模塊、防爆型電源等。
3)下井口
下井口車場(chǎng)基本配置32點(diǎn)繼電器型PLC、語音通訊模塊、控制按鈕、報(bào)警電路、LED點(diǎn)陣顯示模塊、數(shù)碼管顯示模塊、防爆型電源等。
1.2 PLC之間的通訊
1)3個(gè)PLC之間的信息交流都是通過MODBUS 485通訊方式來完成。例如井底發(fā)出開車信號(hào)后,通過485通訊先由井口接收到,井口確認(rèn)井底信號(hào)后,發(fā)出與井底相同信號(hào),在確認(rèn)兩個(gè)信號(hào)相同后,才能通過485通訊將開車信號(hào)送到車房。停車、急停、檢修、水平信號(hào)都可以直接發(fā)往絞車房。
2)通訊電纜可選用5芯阻燃式鎧裝控制電纜
1.3 打點(diǎn)信號(hào)數(shù)碼管顯示模塊
絞車房、上下井口車場(chǎng)打點(diǎn)信號(hào)數(shù)字顯示均采用74LS247驅(qū)動(dòng)共陽極數(shù)碼管。大小分別為車房內(nèi)為5寸數(shù)碼管、上下井口車場(chǎng)內(nèi)為3寸數(shù)碼管。打點(diǎn)信號(hào)數(shù)碼管顯示電路如圖2所示:其中1號(hào)數(shù)碼管點(diǎn)亮?xí)r發(fā)紅光用于顯示當(dāng)前打點(diǎn)信號(hào);2號(hào)數(shù)碼管點(diǎn)亮?xí)r發(fā)藍(lán)光用于顯示存儲(chǔ)提升打點(diǎn)信號(hào)。
1.4 語音通訊模塊
模塊中送話器采用雙線駐極體話筒;喇叭采用型號(hào)為YH5—8A簡(jiǎn)揚(yáng)聲器;打點(diǎn)音響頻率為1 000 Hz左右。語音通訊模塊模擬圖如圖3所示。
2 系統(tǒng)功能
2.1 絞車房顯示功能
1)提升打點(diǎn)信號(hào)數(shù)碼顯示:1點(diǎn)-停車、2點(diǎn)-快上、3點(diǎn)-快下、4點(diǎn)-慢上、5點(diǎn)-慢下;
2)提升類別漢字顯示:“檢”、“急”、“快上”、“快下”、“慢上”、“慢下”、 “一水平”、“二水平”;
3)提升信號(hào)調(diào)用顯示功能:能對(duì)最近10次提升信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)并循環(huán)調(diào)用顯示;
4)顯示信號(hào)回路接通功能。
2.2 上、下井口車場(chǎng)顯示功能
1)提升類別漢字顯示:“檢”、“急”、“快上”、“快下”、“慢上”、“慢下”、 “一水平”、“二水平”;
2)下井口發(fā)來的提升信號(hào)的數(shù)碼顯示;
3)本位發(fā)出的提升信號(hào)數(shù)碼顯示。
2.3 絞車房控制功能
1)無論是上井口還是下井口發(fā)出的“急停”信號(hào),直接送車房顯示“急”。且有喇叭長鳴報(bào)警,同時(shí)閉鎖其它信號(hào);
2)無論是上井口還是下井口發(fā)出的“停車”信號(hào),直接送到車房顯示“1”且有喇叭一聲響;
3)無論是上井口還是下井口發(fā)出的“檢修”信號(hào),直接送到車房顯示“檢”,閉鎖其它信號(hào);。
4)由上井口車場(chǎng)發(fā)出“一水平”、“二水平”信號(hào)后,在車房內(nèi)顯示“一水平”、“二水平”;
5)必須在上井口與下井口車場(chǎng)發(fā)出相同的打點(diǎn)信號(hào)時(shí)才能顯示在車房控制箱上,并伴有相應(yīng)數(shù)字音響,否則無輸出信號(hào);
6)若打點(diǎn)信號(hào)“2、3、4、5”未送到車房,絞車房不能開車(車房有一個(gè)繼電器串入安全回路)。
2.4 上、下井口車場(chǎng)控制功能
1)上井口車場(chǎng)PLC負(fù)責(zé)與下井口車場(chǎng)和車房信號(hào)聯(lián)絡(luò)。
當(dāng)井底做好開車準(zhǔn)備時(shí),下井口發(fā)出開車信號(hào)輸送到上井口,告之已具備開車條件。同時(shí)也送入到絞車房,參與車房信號(hào)邏輯控制;當(dāng)然上井口也可向下井口發(fā)出詢問信號(hào)進(jìn)行要“點(diǎn)”,說明井口可以準(zhǔn)備開車;
2)下井口車場(chǎng)發(fā)出的打點(diǎn)信號(hào)在上井口車場(chǎng)顯示,且上、下井口車場(chǎng)發(fā)出的打點(diǎn)信號(hào)相同時(shí)才能輸出到絞車房;
3)“急停、停車、檢修”按鈕按下時(shí)全線都顯示;
4)上井口發(fā)出水平信號(hào),各個(gè)水平信號(hào)之間相互互鎖,如: “一水平信號(hào)”發(fā)出后只能執(zhí)行“一水平”信號(hào)的控制,全線顯示“一水平”。
2.5 閉鎖功能
1)信號(hào)與絞車控制回路閉鎖:只有絞車房接到上井口發(fā)來的提升信號(hào),絞車房可開車;
2)信號(hào)與安全回路閉鎖:當(dāng)絞車房收到上、下井口信號(hào)發(fā)來的“急停”信號(hào),絞車安全回路跳閘;
3)信號(hào)有轉(zhuǎn)發(fā)閉鎖:上井口只有受到下井口發(fā)來的信號(hào)時(shí),才能向車房發(fā)出信號(hào),并只能轉(zhuǎn)發(fā)與下井口相同的信號(hào)[5];
4)開車信號(hào)閉鎖:當(dāng)發(fā)出信號(hào)后,只有清除當(dāng)前信號(hào)后,才能發(fā)出其它信號(hào);
5)上、下井口車場(chǎng)發(fā)出的“停車”信號(hào)可直接發(fā)往絞車房,不受信號(hào)本身閉鎖的限制;
6)上、下井口車場(chǎng)發(fā)出的“急停”信號(hào)可直接發(fā)往絞車房,不受其他任何信號(hào)的限制;
7)上、下井口車場(chǎng)發(fā)出“急停”信號(hào)后,其它信號(hào)均不能再發(fā)出,包括開車信號(hào)和檢修信號(hào);
8)檢修信號(hào)發(fā)出后,開車信號(hào)不能發(fā)出;
9)在語音通訊功能中,下井口只對(duì)上井口,上井口既與下井口也可與車房進(jìn)行通訊,但車房只可與上井口進(jìn)行通訊。
3 結(jié)束語
系統(tǒng)中上、下井口車場(chǎng)、絞車房控制器采用三菱公司的FX2N系列PLC,它們之間運(yùn)用MODBUS 485通訊方式,大大提高了信號(hào)的傳輸距離,符合井下通訊需要。而且通訊電纜選用5芯阻燃式鎧裝控制電纜,簡(jiǎn)化了PLC的外圍電路,減小了故障點(diǎn),降低維護(hù)難度,同時(shí)也節(jié)約成本。提升機(jī)打點(diǎn)信號(hào)顯示采用數(shù)字及漢字同步顯示,這方便工作人員進(jìn)行判斷信號(hào),避免因疏忽造成誤動(dòng)作。同時(shí)打點(diǎn)信號(hào)顯示中還增加了存儲(chǔ)功能,工作人員可以調(diào)用顯示最近10次的信號(hào)操作,便于故障查詢??傊?,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有強(qiáng)大的信號(hào)控制和閉鎖功能,滿足礦井提升機(jī)工作系統(tǒng)的安全需要。系統(tǒng)試用以來結(jié)果表明:系統(tǒng)運(yùn)行可靠、性能穩(wěn)定,為煤礦安全生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),礦井提升機(jī)工作系統(tǒng)還存在一個(gè)重要數(shù)據(jù)——提升機(jī)提升鉤數(shù),它是反映礦井中工作人員單班提升量的重要數(shù)據(jù)。為了更科學(xué)的適應(yīng)礦井生產(chǎn),今后打點(diǎn)信號(hào)顯示中可以增加提升鉤數(shù)顯示功能。
評(píng)論