架空乘人器無人值守技術在金鳳煤礦的應用

摘 要：隨著煤礦開采深度的增加和采掘機械化程度的提高，井下運輸技術的相互干擾問題日益尖銳化。架空乘人器作為一種運人技術，它結構簡單、布置方便，并且可以實現(xiàn)連續(xù)提升功能。利用架空乘人器運送人員，減少了工人上下班體力消耗，同時體現(xiàn)了運送人員的方便、靈活，對礦井的高產(chǎn)高效起到推動作用。本文對架空乘人器無人值守技術進行了分析，根據(jù)其特點和需求，對實現(xiàn)煤礦架空乘人器無人值守技術原理進行了分析，最終達到無人值守目的。

關鍵詞：架空乘人器；分析；無人值守；技術

1 煤礦架空乘人器無人值守技術研究的意義

輔助運輸技術經(jīng)過近幾年的發(fā)展，已經(jīng)逐步淘汰了落后設備，基本實現(xiàn)了設備的自動化控制，但是隨著礦井發(fā)展的需求，架空乘人器需要進一步升級與改進，針對架空乘人器目前存在的占用崗位人員多、故障處理不方便和耗能的問題，文中對無人值守技術進行了分析和應用。

2 架空乘人器的運行方式

2.1 連續(xù)運行方式

當按紐按到“連續(xù)”時，操控臺窗口顯示“連續(xù)方式”，系統(tǒng)在起動后，在無故障的情況下可以實現(xiàn)24小時不停地運行。

通過按下操控臺“開車預警”按鈕，安全制動電機起動，再按下“起動”按鈕，實現(xiàn)乘人器起動。

2.2 檢修方式

當按紐按到“檢修”時，操控臺窗口顯示“檢修方式”，此時“起動”變?yōu)辄c動起動，即按下“起動”不松開，乘人器電機起動，松開“起動”后系統(tǒng)將馬上停止運行。

2.3 斷續(xù)運行方式

此運行方式是一種節(jié)能的運行方式，經(jīng)觸摸屏設定的時間來限時運行，且操控臺窗口顯示“斷續(xù)運行”。

3 架空乘人器無人值守技術原理分析

3.1 技術概要

架空乘人器自動控制技術主要是由plc控制站、操作控制臺、保護開關量輸入、急停開關、語音報警裝置及電氣開關等部分組成。plc控制站、操作控制臺和電氣開關安裝在架空乘人器的機頭硐室內，起停按鈕及方式選擇開關、顯示器布置在操作控制臺面板上，各種保護開關按照實現(xiàn)功能及工藝控制要求分別安裝在機頭、機尾及沿線托輪架適當位置，以滿足控制技術的安全保護監(jiān)測和運行控制需要。

3.2 無人值守技術分析

無人值守技術是在斷續(xù)運行方式下實現(xiàn)的。

3.2.1 無人值守技術起動與自動停機分析

無人值守技術的起動是在機頭、機尾上車點各裝設一套起動手動開關和紅外線傳感器。手動起動開關的作用是當有人要乘車時拉一下手動起動開關， PLC就檢測到有上人信號，系統(tǒng)起動，起動過程與連續(xù)運行方式起動相同，起動后計時器開始計時（此時間根據(jù)裝置運行一周的50%的時間設定，即可將乘坐人員從機頭送到機尾或從機尾送到機頭），當再次檢測到有上人信號時，時間將返回到原來的數(shù)值并重新計時，即時間記憶刷新，當剩余時間為0時系統(tǒng)將自動停機。紅外線傳感器的作用是實現(xiàn)了自動起動。當有人經(jīng)過紅外線傳感器時，紅外線傳感器通過掃描人體，PLC就檢測到有上人信號，系統(tǒng)起動。程序梯形圖如圖一所示。

3.2.2 無人值守條件下故障的處理方法

架空乘人器系統(tǒng)具有機頭/機尾越位、重錘限位、全程急停、掉繩保護、速度保護等安全保護，各種安全保護均由PLC程序實現(xiàn)自動化控制。且均為失效安全型，即任何一項保護起作用，乘人裝置均停機制動。

以往對于所有的故障只有處理掉的情況下對系統(tǒng)進行人工復位，系統(tǒng)才可以重新起動，不然系統(tǒng)會形成閉鎖無法起動。失效安全型程序梯形圖如圖二所示。

無人值守條件下我們可以對架空乘人器的故障進行分類處理。對于重要的保護我們還是堅持只有故障處理掉我們才可以復位開機。而對于像機頭/機尾越位這樣的故障我們可以實現(xiàn)自動復位。當?shù)V工乘坐吊椅上或下進入機頭或機尾的禁止越位點時，由越位保護裝置給控制系統(tǒng)一個越位的信號，控制系統(tǒng)停機并發(fā)出故障報警，從而避免礦工乘車通過驅動輪或尾輪時越位而造成的人身傷害，此時系統(tǒng)內計時器開始計時，當計時器達到設定時間，機頭/機尾越位故障會自動復位，再次拉手動起動開關或通過紅外線傳感器掃描人體都可以實現(xiàn)系統(tǒng)起動。程序如圖三所示。

4 應用

無人值守技術的應用，可以在無人操作架空乘人器的情況下實現(xiàn)自動斷電，有人乘車時起動開車，減少了設備磨損。使用該技術后最直接的經(jīng)濟效益是節(jié)省勞動資源和電能。我礦12煤架空乘人器采用無人值守技術之后，節(jié)省4人的勞動力資源費用，約節(jié)省32萬元；在節(jié)約電能方面，這部架空乘人器電機功率為22KW，每度電能0.7元，每天停止運行16小時，每天可以節(jié)電352KWh，每年節(jié)電128480KWh，創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益89936元，每年共計節(jié)約40.9936萬元。

5 結束語

煤礦架空乘人裝置以PLC編程控制為核心，實現(xiàn)無人值守，方便快捷，簡化了操作，自動化控制程度高，具有自動停車等功能，節(jié)約了電能，減少了磨損，延長使用壽命，降低設備運行成本，提高了經(jīng)濟效益。同時符合神華集團提出的“少人則安，無人則安”的理念。

參考文獻：

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作者簡介：

段志英（1987-），助理工程師，2011年畢業(yè)于遼寧工程技術大學自動化專業(yè)，現(xiàn)任神華寧夏煤業(yè)集團金鳳煤礦機電隊技術員。