煤矿立井绞车自动化装载系统设计与改造

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　　【摘 要】:本文主要对自动化系统构成的硬件配置、装载自动化控制系统工作原理以及改造后系统的优势进行了分析。
　　煤矿;立井;绞车;自动化;装载系统;设计;改造
　　
　　1、前言
　　煤矿随着生产水平的不断延伸,其水平煤矿产量也随之上升,在煤矿生产中绞车起着非常重要的作用。其装载电控系统自投产以来一直采用手动控制,长期以来,有一些问题不能够得到解决。首先,工人劳动强度大。一般情况下,该系统每天分两班倒班制进行井下作业,随着水平煤炭产量的增加,工人因疲劳而导致操作有误的事件很多,即造成装重罐和煤炭装入井底的事故。其次,必备的保护装置比较缺乏。在手工操作下,无法把各种保护装置投入进去,除了经常发生的上述事件外,溜子、给煤机偷停,过载故障缺乏报警监控手段,不但延长事故处理时间,常常引起电机烧毁和运输溜子故障,严重影响正常生产秩序。为了解决上述问题,对此系统进行自动化改造。
　　2、自动化系统构成的硬件配置
　　主井装载系统是有2台往复式给煤机、2台刮板运输机、2台装煤定量斗及弧型闸门组成。井上、下煤仓设有煤位信号传感器,定量斗弧型闸门设有位置传感器(防爆磁开关),定量斗下有压磁测力装置检测煤量,刮板运输机、给煤机由真空开关控制作为电源控制启动和停止。
　　电气控制系统采用计算机集中控制,输入、输出信号分为开关量信号和模拟量信号。刮板运输机、给煤机的启动或停止属于开关量信号,定量斗内的煤量属于模拟量信号,外界开关量输出信号通过24V直流继电器隔离,可以有效防止外界电气干扰和高电压进人PLC。对继电器供电的24V电源,采用直流24V开关电源作为独立工作电源,有效的保证了计算机系统的稳定性和安全性。定量斗煤量传感器采用KJD-7型定重装置,该装置可提供2套计量传感控制,设置2套“空”、“满”、“过满”参数,提供2套“空”、“满”、“过满”继电器接点,分别用于A,B定量斗的煤量检测。
　　3、装载自动化控制系统工作原理
　　图1 PLC控制原理与接线
　　FX2一80MR型PLC的输人、输出为继电器型PLC,输入信号有40个接点,地址分别为XO~X7、X10~X17、X20~X27、X30~X37、X40~X47,其中X0连接打点按钮,在检修或手动控制方式下操作人员通过该按钮向绞车司机发出信号;X3,X4连接工作方式按钮控制,系统启动后默认为手动控制方式,按一次工作方式按钮,X4产生一个“1”脉冲,系统转为自动控制方式;再按一次工作方式按钮,X4再产生一个“l”脉冲,系统转为自动控制方式。检修控制方式由检修旋钮控制,当旋钮闭合时,X3为1,系统强行转到检修控制方式;X7连接装载急停按钮,当该按钮按下后装载系统全部设备停止工作,并报警。X10~X13连接给煤机启、停按钮,在手动控制方式和检修控制方式时,分别为B给煤机启、停按钮和A给煤机启、停按钮;X14~X17在手动控制方式和检修控制方式时,分别为B刮板运输机启、停按钮和A刮板运输机启、停按钮;X20~Xl7分别连接B定量斗弧型闸门开、关按钮和A定量斗弧型闸门开、关按钮;X32,X33,X47和X34,X35,X6分别连接定量斗煤量状态信号,来自KJD-7型定重装置输出继电器,当B定量斗煤量分别为“满”、“过满”、“空”状态时,X32,x33或x47为“l”,当A定量斗煤量分别为“满”、“过满”、“空”状态时,X34,X35,X6为“1”。X43,X44真空开关反馈信号,来自B,A给煤机真空开关。当B或A给煤机真空开关闭合时,向PLC柜发送指示信号,X43或X44为“l”,表示真空开关已经闭合;X45,X46分别连接B,A刮板运输机真空开关信号,当B或A刮板运输机真空开关闭合时,向PLC柜发送指示信号,X43或X44为“1”,表示真空开关已经闭合;X25,X42连接A,B箕斗到位信号,来自绞车电控系统接点,当A或B箕斗到达装载位置时,接点闭合,X25或X42为“1”。X27,X36连接绞车上、下行信号,来自绞车电控系统接点,当绞车上、下行时,接点闭合,X27或X36为“1”;X30,X31连接B,A箕斗进入曲轨信号,来自井筒防爆磁开关,当箕斗进入曲轨时,接点闭合,X3O或X31为“1”;X40,X41连接B,A定量斗弧型闸门关到位信号,来自B,A定量斗弧型闸门防爆磁开关,当定量斗弧型闸门关到位时,接点闭合,X40或X41为“1”。
　　4、改造后系统的优势
　　4.1降低工人劳动强度
　　在提煤期间,装载系统采用自动的工作方式,以下工作均由设备来完成:两个罐的给煤机启停、溜子启停、计量斗的开关以及开车信号的发出等全部操作。而操作工人只是完成以下工作:巡视和检查设备运转状态,必要的清洁工作。
　　4.2提高了生产效率
　　自动化工作方式中的各个工序是要严格按照计算机的运算指令进行,时间准确度超过0.15,因此,它在保证安全的前提下提高了工作效率,同时也对于因人为因素而造成的工作拖延这种情况也得到了避免。
　　4.3提高了安全性、可靠性,转变了工人违章环境
　　由于工人误操作装重罐的事故,由于装重罐保护装置投人使用,也得到了抑制。对于箕斗不到位而将煤装人井下的事故,由于箕斗――计量斗连锁保护,其事故的发生率也得到了抑制。上仓满、下仓空保护使井上下流水线作业信息沟通完善,使得走空溜子现象得到了避免。
　　5、结语
　　通过对煤矿立井绞车自动化装载系统设计与改造,使得立井绞车实现了自动化装载,创造了良好的作业环境,解决了安全问题。总之,立井绞车自动化装载系统改造成功,为煤矿工作带来了极大的益处。
　　参考文献:
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