一种矿用无极绳连续牵引绞车综合保护装置.pdf

第 6 期 2 0 l O年 6月 工矿 自 动化 I n du s t r y a n d M i ne Au t o ma t i o n NO ． 6 J un ．2 0 l O 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 0 0 6 0 1 2 0 0 3 一 种矿用无极绳连续牵引绞车综合保护装置 李 慧 ， 陈兴江 ， 陈 斐 1 ． 华亭煤业集团华亭煤矿 ， 甘肃 华亭 7 4 4 1 0 0 ； 2 ． 常州科研试制中心有限公司，江苏 常州 2 1 3 0 0 2 摘要 详细介绍 了矿用无极绳连续牵引绞车综合保护装置的结构、 主要特点、 工作原理及其安装接线方 法。实际应用表明， 该综合保护装置能够实时显示无极绳牵引绞车的运行情况， 使 绞车司机及时、 正确地操 作设备， 有效减少了井下事故的发生。 关键词 矿井；无极绳连续牵引绞车；综合保护装置； P L C 中图分类 号 T D 5 2 4 ． 3 文献标 识码 B 主棚． 0 引言 无极绳连续牵引绞车综合保护装置以进口高速 可编 程控制 器 P L C 为 核心 ， 配 以专业化 人 机界 面 ， 具备实时监控、 速度显示 、 紧急停车 、 过卷保护 、 岔道 语言警示、 沿道语言通信等功能， 与无极绳牵引绞车 电控开关配合使用， 可实现绞车 自动化控制。整套 设备安装调试简单方便 ， 保护功能安全可靠 ， 操作简 便 、 维护维修方便。本文主要介绍该装置的组成 、 特 点、 工作原理及安装 ， 供大家参考。 1 综合 保护 装置 的组成 无极绳连续牵引绞车综合保护装置结构如图 1 所 示 其 中机尾 过 卷开 关 的接 线方 法 参见 机 头 过 卷 开关 的接 线 ， 主 要 由 以下 几 个 部 分 组 成 1 主 机 采用 小型一 体化进 口 P L C为控制 核心 ， 配 以 3 4 ． 3 2 c m 的彩 色液 晶显示 屏 ； 2 矿用 隔爆兼 本质 安全型语音灯光报警装置 ； 3 矿用本安 型速度传 感器 ； 4 矿用 本 安 型 过卷 开 关 ； 5 煤 矿 用信 号 急停控制箱； 6 双向中继放大器 ； 7 手持电台。 2 综合保 护装 置的 主要特 点 1 采用先进的控制器， 具有实时性好 、 可靠性 高、 数据处理速度快等优点。 2 显示界面直观友好 ， 操作简便。可显示 以 机头为零点的牵引车的位置 ， 同时监控画面上绘有 收稿 日期 2 0 1 0 0 2 0 5 作者简介 李慧 1 9 7 4 一 ， 男 ， 甘肃 会 宁人 ， 工 程师 ， 1 9 9 8年 毕业于福州大学机电一体化专业 ， 现任华亭煤 业集团华亭煤 矿机 电 副总工程师。联系电话 ； 0 9 3 3 7 7 2 8 0 3 2 图 1 无 极 绳 连 续 牵 引 绞 车 综 合 保 护装 置结 构 绞车安装巷道 的剖面图， 实时显示牵 引车是否处于 变坡点、 平巷 、 弯道或者岔道 口。 3 完 善 的语 音 广播提 示功 能 ① 在绞车启动、 停止、 过卷 、 急停 、 超速、 欠速或 到达卸料点时， 主机都将发出语音提示， 并且通过信 号急停控制箱在巷道内广播 ； ② 当绞车经 过 岔道 口、 弯 道 口、 变坡 点 时 ， 安 装 在附近的语音灯光报警装置会发出“ 正在行车， 行人 注意安全” 的警示 ， 提醒过往工人注意避让。 4 双重过卷保护功能 ① 程序上的软限位 ； ② 安装于机头和机尾的光 电式过卷开关。 5 完善的速度保护功能 当牵引车出现严重 超速或打滑时 ， 主机能及时检测到并停车。 6 可 自动控制 电动挡车器 在绞车即将经过 挡车器位置时 ， 主机控制挡车器打开， 而在绞车通过 2 0 1 0年第 6期 李 慧等 一种矿 用无极绳连续牵引绞车综合保护装置 1 2 1 后 ， 挡车器 自动关闭。 7 自动定位功能 设 置好卸料点位置并选择 启用 ， 在绞车运行后 ， 到达卸料点时将 自动停车。 8 漏泄通信功能 配接漏泄 电缆和手持电台 后， 该综合保护装置可以实现跟车员随时 随地与绞 车操作员进行通话交流 、 打点 、 紧急停止绞车的运行 等操作 。 3 综合 保护装 置 的工作 原理 1 启动 绞车 当按 下正 向运行 按钮 时 ， P L C上 X1 触点接通 见图 2 ， Y1触点输 出信号至接触器 F C， 1 、 3 、5号线 与 2 、 4 、6号线 导通 见 图 3 ， 电动 机启 动 。反 向运 行与 正 向运行类 似 。 FC 图 2 触点连通示意图 U V W 图 3接触 器 导 通不 意 图 2 各种保护的停止功能 以过卷开关为例 见 图 4 ， 当绞车到达设定位置 ， 过卷 开关 内开关 S B 1 闭合， 中间继 电器 K1线圈触点得 电， 常开触点 闭 合 ， P L C的 X2触点接通 ， P L C程序 中原来闭合 的 X2断开 ， 则 Y1断 开 ， 电 动机 停 止 运 行 。其 它 各 种 停止功能类似 即具有停止功能的设备给出一个信 号给 P L C， P L C处理该信号 ， P L C给可逆开关信号， 绞车停止运行 。 a 过卷开关控制回路 卜 b P L C梯形 图 图 4 过卷开关控制 回路及 P L C梯形 图 3 实时监 控 、 速度显 示 由安 装 于压 绳装 置 导 绳轮上的速度传感器将转速转换为脉 冲信号， 通过 编码器转换为 P L C能识别 的数据， P L C处理数据 ， 然后在液晶显示器上显示绞车的位置与绞车运行的 速度 。 4安装 接线 1 主机 主机 安装 于绞 车 机头 ， 尽 量离 绞 车 电 动机远一些 ， 以减小电动机噪音影响主机通话 ； 一定 要接好外接地。 2 隔爆 腔接线 如 图 1所示 ， 从 照 明综 保 引入 电源 到交 流 1 2 7 V端 子 ， 照 明综 保有 3个接 线柱 ， 不 要用接照明灯具的那组接线柱 ， 以减小引入干扰对 主机载波通信 的干扰 。J 1的 2个 端子接电动机 可 逆 开关 的 1 号 和 9号 线 ， 可 正 向 向机 尾方 向 启 动 绞车。J 2的 2个端子接 电动机可逆开关 的 3号和 9号线 ， 可反向 向机头 方向 启动绞车 。如果方 向 不对 ， 将 1 号线和 3号线互换 即可。有些可逆开关 的 2号线是 自保线 ， 有些可逆开关 的 4号线是 自保 线 ， 甩 弃不 用 。J 3的 2个 端 子 控 制 安 全 设 施 挡 车 器 ， 一般不用 。J 4备用 可用于接岔道报警 ， 电动 机运行时 ， 该触点闭合 。 3 漏 泄 电缆 的连接 带一截 焊好 插头 的 7 5 9 的同轴电缆 1 ． 5 m ， 从矿方领取一接线盒 最好是 金属外壳 ， 然后将 7 5 9的同轴电缆和沿线布置的 泄 漏 电缆连 接好 ， 芯线 接芯线 、 屏 蔽 网接 屏蔽 网 。接 好 上 电后 ， 应 测 得 芯 线 与 屏 蔽 网之 间 有 D C 1 2 V 电压 。 4 中继放 大器 的安 装 当绞 车全 巷不 超过 1 2 0 0 m时 ， 无需安装中继放大器 ； 反之 ， 则第一台中 继放 大 器 安 装 在 8 0 0～ 1 2 0 0 I T I 之 间 ， 之 后 ， 每 隔 4 0 0 m 安装 1台 中继 放 大 器 。安 装 时 需 注 意 方 向 ， 中继放大器铭牌的右侧“ A” 朝 向主机侧 ， 而左侧“ B ” 朝 向机尾侧 。漏泄电缆 的尾端可置于一接线 盒内， 并用胶布包好 ， 保证芯线和屏蔽 网隔绝开。该综合 保护装置在断电状态且保证漏泄电缆无电的前提下 接线 ， 以防止正负极 短路烧坏电源组件或损坏中继 放大 器 电路板 。 5 本安腔接线 所有传感器线均接入本安腔， 接入 时需 注意 以下 2点 ① 如果摘下主机送话器再接上时， 必须保证本 安腔内接线柱 B接送话器的极 ， 否则会烧毁主机 内报警信号板。 ② 当矿方使用其他厂家基地 台时， 可将基地台 的急停闭锁输 出 常开触点 接到“ S C T” 和“ 1 2 V一” _-___--________-__--_．● 1 2 2 工矿 自动 化 2 0 1 0年 6月 端子 见图 1 。 6 GS H2速度传感器 安装于压绳轮装置 绞 车侧 的导绳轮旁边。将 6个小磁钢 6 X 5 吸在 M8内六 方螺 栓 孔 导 绳 轮 轴 承 盖 的 固定 螺 栓 内， 注意区分磁钢的极性 ， 如果方向不对 ， 速度传感器会 毫无反应 磁钢应先试好方向正确后 ， 再吸人螺栓孔 内 。将备用的 2 个小磁钢吸在速度传感器 的内壁 上 。要保证磁钢与速度探头对齐， 且两者的间隙不 大于 5 mm。速度传 感 器探 头 的 3根 线接 法 见 图 1 棕 色接 D C 1 2 V 正 极 ； 蓝 色接 D C 1 2 V 负 极 一 ； 黑 色接信 号输 出 S D 。 7 KHG J过 卷 开 关 过 卷 开关 盒 内装 有 1个 反 光板 式光 电开关 和 1 个 行程 开关 。反光 板 固定 在 梭车的侧边， 保证竖直 ， 运行 中需注意保护反光板。 过卷开关 的底座可挖坑埋在轨道 的一边或 采用如 图 5 所示的方式 ， 应保证梭 车及料车通过时不与过 卷 开关相 碰 、 光 电开 关 探 头 与反 光 板 在 同一 水 平 线 上 ， 不能有过大的角度偏差 ， 需经常擦除反光板和光 电开关探 头上 的灰尘 。 卷 开 关 抄 型钢 图 5过卷 开关 安装 不 意 图 过卷开关的接线 光电开关 棕色接 D C 1 2 V正极 ； 蓝色接 D C 1 2 V负极 一 ； 黑色接信号输出 机头过卷开关 接 本安 腔的 T G、 原 点 开 关 接 本 安 腔 的 YD、 机 尾 过 卷接本安腔的 WG 。 行程 开关 机械 式过卷 开关 如 图 6 所 示 ， 取 行 程开关常开触点 的2个端子 ， 分别接光电开关的蓝 色线和黑色线 。 F- -1 2 VD C负极 一 ； L一信号输出f 机头过卷接本安腔的 T G 、原点接本安腔的Y D 、机尾过卷接 WG 图 6 行程开关的接线示意图 机头过卷开关 安装于压绳轮装置附近 ， 并留有 4 ～6 m 的安全余量， 因绞车电动机断电后 ， 梭车会 在惯性的作用下往前冲 1 ～2 m左右。 原点开关 安装 于从 机头 过卷开关 向后 1 0 ～ 2 0 m的位置， 为梭车的必经位置。当梭车正向运行 向机尾方向 经过原点开关时， 主机显示的位置值 立即校准为原点位置值 。 机尾 过卷开 关 安 装 于从 尾 轮 向前 大 于 6 m 的 位置 。 8 KX J O ． 5 ／ 1 2 7 煤矿用信号急停控制箱 绞车 沿线每隔 5 O ～1 0 0 m 建议 1 0 0 m 安装 1台急停控 制箱 ， 最大联机台数为 2 0台。不得将急停控制箱安 装在变压器或其它大功率电器旁边。布线时， 要尽 量远离高压电缆， 绝不可 与高压电缆捆扎在一起。 为了节约电缆， 一般将机尾过卷开关 的 3根线和信 号急停控制箱的 5根线同用一根 8芯电缆。 8芯 电缆 接线 方 法 红 色 为 A； 蓝 色 为 B ； 黄 色 为 C A、 B 、 C应接不小于 1 mm。 的粗电缆 ； 橙色为 4 ， 接 急停按 钮 ； 黑 色为 5 ， 接 D C 1 2 V 负极 ～ ； 白 色接 D C 1 2 V 正极 ； 粉红色接机尾 过卷开关； 绿色接 地 。 9 Z J YD一1 2 7语音灯光报警装置 岔道报警 器 安装 时 ， 应将 灯光 和喇 叭朝 向岔道 口， 以便 于从 岔道进 入绞 车巷 道 的人 员看 到 、 听到 警示 。语 音 灯 光报警装置悬挂要牢固可靠 。 其接线方法 ① 上电就响式语音灯光报警装置采用 3芯 电 缆接线方式 ， 2根接 AC 1 2 7 V 电源 ， 另一根接地 。 ② 常开 触点触 发 式语 音灯 光 报警装 置采 用 4芯电缆接线方式。 ③ 距离确定编码控制式语音灯光报警装置采 用 5芯电缆接线方式 ， 每一 台语音灯光报警装置都 有编号， 注 意从机 头至 机尾按 顺序 分别 布置 1 ～ 1 5号语音灯光报警装置。 5 结语 实际应用表明， 该无极绳连续牵引绞车综合保 护装置 能够 实时 显示 无 极 绳 牵 引绞 车 的 运行 情 况 ， 使绞车司机及时 、 正确地操作设备 ， 有效减少了井下 事故 的发生 。 参考文献 [ 1 ] 张炳奎． 光 电 控 制器 在 井 架 过 卷 装 置 上 的应 用 [ J ] ． 金 属 矿 山 ， 1 9 7 8 5 6 3 - 6 4 ． E 2 3 王君 良， 姜德生 ， 马 斌． 调度 绞车 防过 卷装 置的应用 [ J ] ． 科 技信息 ， 2 0 0 7 2 2 5 6 2 ． [ 3 ] 于庆广． 可编程控制器 原理及系统设计 [ M] ． 北京 清华大学出版社 ， 2 0 0 4 ． [ 4 2 田瑞庭 ． 可编程控制器 应用 技术 [ M] ． 北 京 机械 工业 出版社 ， 1 9 9 4 ． E 5 3 姜汉军 ． 矿井辅助运输 设备 E M3 ． 徐州 中国矿业 大学 出版社 ， 2 0 0 8 。