基于PLC的平开式自动矿井安全门的设计.pdf

务I 訇 地 基于P L C 的平开式自动矿井安全门的设计 Des i gn o f s w i ng aut om a t i c s af et y gat es of m i ne bas ed on PLC 金武飞。曹云翔，王海波。靳涛，纪秋帆。邱菊 J I N Wu ． f e i 。 CAO Yu n ． x i a n g ， WANG Ha i - b o ， J I N T a o， J I Qi u - f a n ， QI U J u 北京机械工业自动化研究所，北京 1 0 0 1 2 0 摘要在金属矿山生产中 ，副井井口安全门的保护作用至关重要。目前，我国金属矿井口安全门的 开闭多为人工手动操作，不利于安全生产[ 1 ] 。根据目前各种矿用安全门的结构特点和金属 矿山现场实际条件要求，设计了平开式自动安全门。本文介绍了安全门的系统构成及各部分 功能、控制原理、主要技术参数和应用效果。现场使用表明 安全门结构合理，工作安全可 靠，各项指标均符合 金属矿山安全规程的要求 ， 效果良好。 关键词 自动矿井安全门；平开式；不锈钢；P L C 中图分类号 T P 2 9 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 1 5 下 一 0 1 2 7 0 2 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 - 0 1 3 4 ． 2 0 1 1 ． 5 下 ． 3 9 0 引言 在我 国金属矿生产建设 中，副井 提升是矿井 人员上下、物料、设备运输的咽喉要道 ，因而井 口 安全 门的可靠与否直接影响到矿井的安全提升 H 。 目前 ，我 国金属矿副井井 口安全门多为手动操作， 很 难实现 与提升 系统联 锁，不利于安全提升 ，达 不到现代化矿井的高标准要求 。 邯邢 西石门铁矿 1 号副井采用 的安全 门为手 动平开式安 全门，人工操作 ，在使 用过程 中存在 着诸 多弊端 与提升机独 立，不符合 金属矿山 安全规程 中有关安全门联锁的要求；靠工人自己 开关门容易产生误动作 ；设计简陋、保护不全。 针对这 些问题和现 场要求 ，受邯邢 西石 门铁 矿 委托 ，设计 了平开式不锈钢 自动安全 门，现场 使用表 明，该安全 门设计合理 ，系统稳定 ，安全 可靠 ，操作简便 ，各项指标符合 金 属矿 山安全 规程的相关规定 ，客户反映效果良好。 1 系统概述 根据现场 巷道空间有限、环境恶劣、空气湿 度大 的特点对安全 门进行 了特殊设计 ，传动部分 与电机一体化设计、防护等级高 1 P 6 7 ，3 0 4不 锈钢 门体。门的开关停 过程通过 可编 程控制系统 和专用 电机控制板来实现 ，符合 防护门的智能远 程控制和与提升机联锁 的要 求，且在可靠性、易 维护性和安全性等方面较原安全 门有很大的提高。 各种指示信号灯、保护装置使系统易操作、更人 性化 ，有效保证 门控系统在恶劣环境下可靠工作 ， 提高提升的安全性。 2 系统构成及各部分功能 2 ． 1系统构成 该 自动 安 全 门 系统 主 要 有 P L C控 制 系统 、 A L C O R N控制板、遥控装置 、E L I 2 5 0型开 门机 、 不锈钢 门体组成 。系统组成框图如图 1 所示 图1系统组 成框 图 2 ． 2各部分功能 2 _ 2 _ 1 P L C 控制系统 P L C通 过控制 AL CO R N控制 板实 现安全 门 的开关停 ，同时实现与提升系统的联 锁和指示门 的各种状 态。 2 ． 2 ． 2 遥控装置 该装置 由遥控板 和遥 控接收器组成 ，在距控 制箱方圆 5 0 米的范围内都可实现安全门的开关停。 收稿日期2 0 1 1 -0 1 - 0 4 作者简介金武飞 1 9 8 2 一，男，河南周IZ 1 人 ，硕士研究生，主要从事工业 自动化系统集成技术的研究工作。 第3 3 卷第5 期2 0 1 1 5 下 【 1 2 7 】 务l 注 lI5 似 主要用于检修和 P L C控制 系统故障时使用。 2 _ 2 ． 3 AL C OR N 控制板 控制 电机正反转实现安全 门的开关 ，开门速 度 8 - 5 。 ／ S ，开 门角度 0 1 8 0 。可调。 2 ． 2 ． 4 E L I 2 5 0 型 平开门机 开 门机 由密封完好 的单 极减速齿轮组成 。铰 链 ． 枢轴可以置于地下位置 ，将 自动化系统隐蔽起 来 ，保持了门的外形美观。 紧急运行时 ，可以通过专用钥匙操 作位于 门 下面拉杆 一 枢轴突出部的释放机构可以将门体紧急 释放 ，实现手动开关 门。如图 2所示。 图2 E LI 2 5 0 型 开 门 机 2 _ 2 _ 5不锈钢门体 采 用 3 0 4不锈钢 ，适应井 下潮湿 的环境 ，美 观大方。 3 控制原理 P L C收到罐笼到和罐笼停信号 后送开门控制 信号到 AL CO R N控制板，开门机正转安全 门迅速 打 开同时安全门运行警示灯 闪烁 、关到位指示灯 灭 ，开到设定角 度后安全 门 自动停止 同时安全 门 运行警示灯 灭。 人员或物料设 备上下完毕后 ，P L C收到罐笼 上行或下行信号后送关门控制信号到 A L C OR N控 制板 ，开 门机反 转安全门迅速关 闭同时安全 门运 行警示灯 闪烁 ，关到位后安全 门自动停止 同时 安 全 门运行警示灯灭 、关到位指示灯 亮。提升 系统 收到安全 门关到位信号后，才能开车运行 。 4 主要技术参数 1 电源电压 2 3 0 V AC1 0 ％ 5 0 Hz 2 门体型式 平开型 3 门扇重量 2 x 2 0 k g 4 单扇门尺寸 1 1 0 0 m m x 1 3 0 0 mm 【 1 2 8 】 第3 3 卷第5 期2 0 1 1 - 5 下 5 阻挡功能 不可逆齿轮马达 6 开 门机防护等级 I P 6 7 7 开关门速度 8 ．5 。 ／ s 可调 8 开 门角度 0 1 2 0 。 可调 9 电机功率 0 ． 2 8 KW 1 O 开闭次数 使用开 闭次数达到 1 0 0万次 1 1 工作环境温度 一 1 0 一 5 5 ℃ 5 结束语 该 自动安全 门系统通过 P L C的逻辑控制实现 了与提升机 的联锁 ，为井 口安全 门设施的可靠运 行提 供了完善 的保 护手段 ，从而保证 了安全提升 的可靠 性。邯邢 西石 门铁矿 1号副 井 2 0 0 9年 1 1 月使用 该 系统 至今 ，设备 性能稳 定 ，安全 可靠 ， 深 受客户的好评。为实现现代化 矿井，创建本 质 安全 型企业起到了积极的推动作用。该 系统具 有 较好的推广应用前景 ，现场应用如图 3所示。 图3 现场应用 参考文献 [ 1 ]蔡锋， 宋海兵， 徐德强 煤矿新型井口安全门的研制与应 用[ J 】 ． 能源技术与管理， 2 0 0 8 1 1 0 3 1 0 4 ． 【 2 ]徐德强， 王成礼． 微机控制自动安全门的推广应用[ J 】 ． 煤 炭科技， 2 0 0 8 2 8 2 8 3 ．