無線發(fā)射裝置在提升機松繩保護中的應(yīng)用

丁孟軍 陳有智 蔣宗平

(中鋼集團山東礦業(yè)有限公司)

無線發(fā)射裝置在提升機松繩保護中的應(yīng)用

丁孟軍 陳有智 蔣宗平

(中鋼集團山東礦業(yè)有限公司)

分析了礦井纏繞式提升機傳統(tǒng)的松繩保護裝置存在的問題，利用無線發(fā)射裝置與可編程控制器PLC的信號對接，實現(xiàn)松繩保護功能的改造，解決了傳統(tǒng)松繩保護的缺陷，提高了纏繞式提升機運行的安全性和可靠性。

礦井提升機 松繩保護 安全性

在礦井罐籠提升運行中，為及時發(fā)現(xiàn)卡罐事故，避免鋼絲繩繼續(xù)下放，按照《煤礦安全規(guī)程》第239條以及《金屬非金屬礦山在用纏繞式提升機安全檢測檢驗規(guī)范》4.5.5項中規(guī)定，應(yīng)設(shè)松繩保護裝置[1]，實現(xiàn)提升機斷電和報警。但現(xiàn)場實踐中大量事實表明，大部分提升機松繩保護不能夠起到很好的保護作用，必須進行改造，提高松繩保護的可靠性。

1 傳統(tǒng)松繩保護的可靠性分析

傳統(tǒng)松繩保護裝置大都只能對井口附近發(fā)生的松繩事故進行報警。在滾筒與導(dǎo)向輪之間的鋼絲繩下方安裝拉繩開關(guān)，松弛的鋼絲繩下垂重力拉動松繩開關(guān)動作，通過開關(guān)信號實現(xiàn)提升機的安全制動和報警。但當井筒較深，容器在井筒中下部運行時，井筒中的鋼絲繩重量遠遠大于主滾筒與導(dǎo)向輪之間鋼絲繩的下垂重量，鋼絲繩被自然拉直，拉繩檢測開關(guān)松繩保護失靈，失去保護作用[1]。傳統(tǒng)松繩保護如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)松繩保護示意

鋼絲繩撓度計算[2]：

(1)

式中,G為天輪下部提升容器側(cè)鋼絲繩的下拉力;a為提升機鋼絲繩繩的倍率;q為鋼絲繩單位長度重量。

q一定時，要減小天輪到主滾筒之間鋼絲繩的撓度必須增大提升容器一側(cè)鋼絲繩的下拉力G；當井筒深度達到一定值時，即使減去提升容器的重量(即發(fā)生卡罐)，井筒中的鋼絲繩自重G值也很大，造成松繩開關(guān)附近的鋼絲繩撓度較小，使松繩保護開關(guān)無法動作。

2 無線松繩保護

為了實現(xiàn)深井纏繞式提升機的松繩保護功能，利用傳感器檢測提升容器鋼絲繩懸掛狀態(tài)，無線發(fā)射裝置傳遞松繩信號，松繩保護裝置安裝如圖2所示。

圖2 無線松繩保護裝置示意

無線信號發(fā)射裝置采用8220型固定發(fā)射式無線遙控開關(guān)，此開關(guān)采用高級塑料外殼，可安裝在戶外。接收機數(shù)字可以調(diào)節(jié)頻道，內(nèi)置直流開關(guān)電源，濾除外來電源雜波對接收機的干擾，適應(yīng)電源范圍更寬，工作電壓范圍更廣，抗強電磁干擾，工作性能穩(wěn)定，5 A繼電器無源觸點輸出使用更靈活方便。發(fā)射機按鍵或信號為外接，信號與內(nèi)部電路均為光電隔離，發(fā)射機和接收機的傳遞信號距離為800～1 800 m。

如圖2所示，當各種因素造成容器卡罐時，鋼絲繩1松弛，抓捕器蓄力彈簧5作用，拉桿及鋼絲繩固定楔塊下移，松繩檢測開關(guān)3檢測到松繩，信號無線發(fā)射裝置4得到松繩信號，并通過無線發(fā)射的形式將松繩信號傳遞到無線接收裝置，信號傳遞如圖3所示。

圖3 無線信號發(fā)射裝置傳遞信號示意

2.1 靜態(tài)安全回路松繩保護程序

PLC數(shù)字量輸入模塊用于連接外部的機械點和電子數(shù)字式傳感器，將來自現(xiàn)場的外部數(shù)字量信號電平轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部信號電平[3]。無線接收裝置通過信號線將松繩信號傳輸?shù)娇刂芇LC系統(tǒng)數(shù)字量輸入模塊，PLC內(nèi)部數(shù)字輸入點I12.0動作，I12.0將M48.0置位，M48.0開點閉合，接通靜態(tài)安全回路，提升機實現(xiàn)安全制動，同時發(fā)出報警信號。松繩保護在靜態(tài)安全回路中的程序如下：

程序段61：

O "PA_ST_E" M4.0 //操作臺急停

O "信號急停" M4.1

O "通訊故障" M4.3

O "OIL_P_E" M4.4 //油壓高故障

O "Z_OV_E" M31.1 //上過卷故障

O "F_OV_E" M31.2 //下過卷故障

O

A(

O "松繩故障" M6.5

O "罐籠松繩故障" M48.0

)

AN "松繩封鎖" M28.2

O

A "閘瓦磨損故障" M6.7

AN "閘瓦磨損故障" M6.7

O "高壓柜斷電" M5.1

O

A(

O "滿倉保護" M7.4

O

AN "變頻風(fēng)機故障" M7.3

A "變頻風(fēng)機故障" M7.3

)

AN "RUN" M221.0

O

A "離合器脫開" M4.7

AN "調(diào)繩_P1" M214.7

O

A "ext_ac_in_off" M36.7 //外部硬件都安全

AN "ext_ac_in_off" M36.7 //外部硬件都安全

O

A "集控PLC送去主令PLC".zd32

DB80.DBX6.2 //重故障

AN M 10.2

O "安全門故障" M70.1

O "搖臺故障" M70.3

O "阻車器故障" M70.5

= "靜態(tài)綜合故障" M31.0

2.2 故障解除程序

當排除提升容器卡掛故障后，將提升機功能開關(guān)轉(zhuǎn)換到檢修方式，對安全回路進行復(fù)位，慢速上提容器，拉緊松弛的鋼絲繩，解除報警信號。松繩故障解除程序如下所示：

程序段68：

A "罐籠松繩保護開關(guān)"

I12.0

AN "CHK_M" M11.2 //檢修方式

S "罐籠松繩故障" M48.0

A "EER_RESET" M10.6 //允許復(fù)位安全回路

R "罐籠松繩故障" M48.0

NOP 0

程序段69：

A "罐籠松繩故障" M48.0

= "罐籠松繩保護指示燈"

Q8.1

3 結(jié) 語

基于無線發(fā)射裝置在提升機松繩保護中的應(yīng)用，克服了傳統(tǒng)松繩保護的缺陷，實現(xiàn)了深井提升容器的全程松繩保護功能，極大地提升了提升機運行的安全系數(shù)，經(jīng)過長時間的運行檢驗，此系統(tǒng)運行良好，保護功能可靠，值得推廣應(yīng)用。

[1] 褚新勝.罐籠用全程松繩保護裝置[P].中國.CN 203638914 U.2014-06-11.

[2] 李春明.水平臂塔起重機起升鋼絲繩撓度的精確計算[EB/OL].(2012-04-07).[2014-11-20].http://wenku.baidu.com/link?url=NFNKGwH-z8Im7a2U4Kco72qZVo65bm87hsOvXPsErPsw9h8XHsVoOo2Et1cIkD5fUzYPrg8cQYsEUeiibvbZwu60Mrjf5bkIcd70tR1spru

[3] 廖常初.跟我動手學(xué)S7-300/400 PLC[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

2014-12-01)

丁孟軍(1971—)，男，副總經(jīng)理，工程師，277713 山東省臨沂市蘭陵縣魯城鄉(xiāng)。