采用PLC实现矿井扇反风自动控制.pdf

1 - { { ／ z 。 山东省七五煤矿 三殂 煤矿安全规程第 1 2 7条规定 ， 生产矿井 主 要 扇风 机须 装 有 反 风 装置 ，当矿 井 发 生 灾 害 时 ， 必 须 能在 l 0分 钟 内改 变 巷 道 中风 流方 向 。规 程 还规 定 每 年 应进行 一 次 反 风演 习 ，以检 验 反 风设 施 的完 好情 况 。 七五煤 矿设计生产能力 为 6 0万 t ／ a ， 矿井通 风 方 式 为 中央 分 列 式 。 主 扇 风 机 选 用 47 2一 { 1 1 N0 2 0离心式 扇风 机 ， 电 动机 功 率 为 l 5 5 k W ， 转 速 为 7 3 5 r ／ rai n 。 由于 南 风机 反 风装 置 反 风效 率 低 ． 操 作 复 杂 ， 很 容 易造 成操 作 失误 另外 ， 扇 风 机地 面 的 反风装 置 由小 绞 车牵 动 ， 在 开停 风机 及 操作 风 门 闸板 时 ，由于 没有 限 位功 能 ，稍 有不 慎 就 会 将 闸板 脱 出轨 道 或将 钢 丝绳 拉 断 ． 由于扇 风 机反风设施结构 复杂 ，一 旦操作有误 ， 将 给矿井 表 1 改 盘 葡 控 制 器主 触 头 闭 合 表 位 置 触 头 电阻值 “ 5 0 3 2 9 6 x x 1 ． 86 n 97 9 x x n 5l 8 】 桨 线 咀明 田 2 改进 后控 审 I 舞 工 作 原理 图 表 2 改进 后控 制 器主 触 头 闭 台 表 有人认为 ，此种方法使直流电枢绝缘阻值难 以溯试 ， 但实际上只要将控制 器手柄和换 向手把 扳至 ⋯ 0’ 位 ， 即可 测得 直 流 电枢 s ． S 2 、 电 阻器 及 导 线 部 分 的 绝缘 电阻 ，或 者 测 得激 磁 绕 组 c， 的 绝缘阻值 。如要 单独测试 直流 电枢 s s 绝缘阻 值 ， 只要将 s ． 拆开即可 3 QKTz 83型 控制 器 改进 后 的效 果 改进后 的控制 器性 能更优 越 ，能减少 故障 ， 降低事故率 。改进前 ，z Q一1 2型电动机故障频 繁，直流电枢因过热使 绝缘老化而烧毁 ，绐生产 和设备管理带来 困难 改进 后，起动电阻能起到 限流和分压作用，使电动机安全平稳起 动，避免 因起动电流 运行电流太大造成电机过热 ，绝缘 破坏 ， 减少电机事故 ； 同时 ， 也使齿轮箱 的中间齿 轮及 齿 轮轴 故 障大 大 减少 。 改进后的控制器能减少维 护 【 作量 ，降低材 料 消耗 改进 前 ， 不仅 触 头 5经 常 烧坏 ， 每 两个 班 就要换一个触头或触头弹簧，而且需经常检修变 速箱 ， 耗费大量人工 。改进后 ， 减少了各类故障 ， 可按正常检修计划检修 ，不仅节约 了材料费 ，还 减 少维 修 人员 一名 。 改 进后 的 控制 器还 减 少 了一个 触 头架 和 一 个 运行位置 ， 使结构更简单 、 紧凑 ， 作者简介陈捷添1 9 5 8年 1 1 月生 ， 工程师。 1 9 8 1年 毕 业 于 福 建 省煤 炭 学 校 机 电专 业 ，现 在 福 建 省 上 京 矿 务 局从 事机电 、 计 量管理 工作 ， 发表论文 I 篇 ． 地址 福建省 大 田 县上 京 矿 务局 机 电科 邮 编 2 6 6 1 0 2 收 稿 日期 l 9 9 80 9 1 4 维普资讯 1 9 9 9 年第 2 期 煤矿机电 及人 身安 全造 成 很大 威 胁 为 提 高反 风 效率 ，减 少失误 ，简化 操 作程 序 ，我 矿采 用 了工 业 可编 程 序控制器 P L C ， 在各个风 门的启闭位置安设限 位采集 电路 ，按 照扇风机 的运行状态需要 ，各个 风门按顺序启闭， 使矿井扇风机实现反风 自动化 1 P L C 自动控 制系统 I 主 要运 行 程序 根据矿井扇风机反风操作 的特殊要求 ，结合 PL C 的功能 ， 我 们 开发 了下列 软 件程 序 。 1 正常运 行 中的预 备 与起 动 程序 ； 2 反风 运 行 中的预 备 与 起动程 序 ； 3 反风运 行 中的 自动恢 复程 序 4 事故 停 车程 序 5 双 台 扇风 机 的切 换 程 序 ； 6 2 4 小时监护程序 ； 7 手动 操 作程 序 主要 运行 系 统框 图 见 图示 。 主 要 运 行 系统 框 图 2 工 作 原理 结合扇风机反风运 行 控制 系统的梯形 图从 略 ， 介绍 软件 系统 的工 作原 理 。 1 反 风 运行 时 当下达反风操作命令时 ， 操作司机可将正 常 运 行 中 “ 操 作 状 态 ” 指 令转 至 “ 反 风运 行 ” 位 置 ， 操 作状态的内部输 出线圈导通 ． 常开触点闭合 ， 使 l 号吊门开始下放 ，当降至下限位置时 ，限位指令 常 开 触点 闭 合 ，接通 延 时 回路 ，经设定 的 2 0 s延 时 后 ．使 2号 立 门开始 上提 。当 』 二 提 至 上 限位 置 时 ，限位 指 令接 通 延时 回路 ，经 设定 的 2 0 s延 时 后 ， 常 开触 点 闭合 ． 使 3号斜 门上提 。 此 时 ， 3号斜 门上提至上限位置时 ，限位指令常开触点闭合 ． 为扇 风机 恢 复 正常运 行 作 准备 。此时 ．反 风操 作 程 序执 行 完毕 ， 扇 风 机将 进 行反 风 运行 2 反 风恢复 时 当操作司机接到反风结束命令时，操作司机 可将 反风运 行中的 “ 操作状态” 指令转至 “ 正常运 行”位置 ，操作状 态使控制 3 号斜 门下放的输 出 线 圈 通 电 。3号斜 门开 始下 放 ，当 降 至下 限位 置 时 ， 限位 指 令常 开 触点 闭 合 ， 接 通 延 时 回路 ， 2号 立 门开 始下放 ，当 下放 至 下限位 置 时 ，断 开 自锁 回路 限位指令常开触点闭合 ， 接通延时回路 ． 经 设定的 2 0 s延时后 ， 常开触头闭合 ． 使 l 号吊门开 始上提 ，当上提 至上限位置时 ，限位指令常闭触 点 断开 自锁 回路 ，限位指令常开触头闭合 ．为通 风 机再 启动 作 准备 。此时 ， 反 风运 行结 束 ， 风 机将 恢 复 正 常运 行 。 2 优 点殛效 益 1 该装 置不 仅设 有 全 自动 控 制 ，而且 为 了 调试 检 修 的方 便 ，设有 单 台 手动控 制 的功能 自 投入运行以来 ， 能满足 煤矿安全规程 第 1 2 7条 的规定 和 实 际运 行要 求 。 2 反风效率大大提高， 经运行测定反风率 从 改 造前 的 6 7 ％提 高 到 7 4 ％ ，反 风 时 的风压 从 改造前 的 2 9 0 P a提高到 3 9 5 P ， 效果明显 。 3 P L C作为系统的控制单元 ， 可省去一些 中间控 制环 节 、计 时准 确 、整 定方 便 、 故 障 率 低 ． 大 大缩 短 了反 风 演 习的 时 间 ， 4 在 反 风操 作时 ， 操作 人 员从 原 来 的约 7 ～ 8人 减少 到 2人 ， 以一人操 作 一 人监 护 也缩 短 了 主机 在 操 作 过 程 中 的空 转 时 间 ，达 到 节 电 的 目 的 5 F x2 8 O MR型可编程序控制器有较强 的抗 干扰 能 力 ，内部 容量 大 ．配 线 简单 ，维修 方 便 ，可 实现 双台 扇风 机 的 自动控 制 ，正常 时一 台 运行 ，另～台备用。具备 了双台风机互为备用倒 换 运 行 的功 能 。 收 稿 日期 9 8一】 O一0 9 ；责 任编 辑 陈 锡 强 维普资讯