提升機故障的重要數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測

龍煤公司鶴崗分公司峻德煤礦 王向華淮南礦業(yè)集團潘三煤礦 王 斌

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提升機故障的重要數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測

龍煤公司鶴崗分公司峻德煤礦 王向華
淮南礦業(yè)集團潘三煤礦 王 斌

【摘要】針對提升機出現(xiàn)緊急停車事故，上位機同時出現(xiàn)故障，無法調(diào)取提升機緊急停車時的位置、電流、速度等重要參數(shù)，設(shè)計了一套提升機故障時重要數(shù)據(jù)的采集及監(jiān)測程序，對提升機在跳閘狀態(tài)時進行實時監(jiān)測。

【關(guān)鍵詞】緊急停車；上位機故障；數(shù)據(jù)采集

0 前言

峻德煤礦新井井塔始建于1996年8月，井筒施工同步進行，設(shè)備安裝于1998年2月，工程由鶴崗礦務(wù)局規(guī)劃設(shè)計院設(shè)計，鶴崗礦務(wù)局建設(shè)安裝處承建，2000年11月移交峻德礦。

井塔設(shè)計安裝主提、副提兩臺摩擦式絞車，井筒為混合提升。井筒直徑7m，主提系統(tǒng)為JKM-3.5×6/Ⅲ型多繩摩擦式提升機，傳動為ZD285/58型3000kW高轉(zhuǎn)矩直流電機直聯(lián)滾筒拖動，采用雙箕斗的等重尾繩的提升系統(tǒng)，設(shè)計服務(wù)二水平，擔(dān)負煤炭提降任務(wù)。副提系統(tǒng)為JKM-2.8×6/Ⅲ型多繩摩擦式提升機，配套ZKJ2150/620型1250kW高轉(zhuǎn)矩直流電機直聯(lián)滾筒拖動，采用單罐籠帶平衡錘的等重尾繩的提升系統(tǒng)，設(shè)計服務(wù)一、二水平，擔(dān)負人員升降，物料升降任務(wù)。這兩臺提升機電控系統(tǒng)均采用大功率可控硅整流設(shè)備，西門子S7可編程控制器，電控部分為全數(shù)字控制系統(tǒng)。本設(shè)計提升機故障的重要數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測，就是針對這兩臺多繩摩擦式提升機而設(shè)計。

1 問題的提出

提升機是煤礦生產(chǎn)的重要機電設(shè)備之一，提升機的正常運行不僅關(guān)系到煤炭的運輸，而且承載著煤礦人員的升、入井和物料的運送任務(wù)。隨著峻德煤礦生產(chǎn)能力的不斷提高，提升機的運行次數(shù)顯著增加，人員和物料的運送任務(wù)非常繁忙，提升機每天的運行次數(shù)達五、六百勾，日產(chǎn)量高達9000-10000噸。

現(xiàn)代提升機的電控系統(tǒng)是高度機電一體化的產(chǎn)物，往往由大型PLC和數(shù)十個外圍設(shè)備組成。任何一處出現(xiàn)故障都有可能造成提升機緊急停車事故。提升機的電控系統(tǒng)都配有上位機。對提升機的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，故障發(fā)生時，可以利用上位機的軟件進行故障原因查找。同時可以從上位機調(diào)取提升機緊急停車時的位置、電流、速度等重要參數(shù)，便于分析提升機當(dāng)時的狀態(tài)，排除故障。因此對提升機運行狀態(tài)，尤其是提升機發(fā)生緊急停車時的運行參數(shù)的監(jiān)測就尤為重要。一旦上位機出現(xiàn)問題，不能在線監(jiān)視時，并且PLC的軟件設(shè)計時不會考慮到對這些變量的保持，提升機的正常運行參數(shù)和事故狀態(tài)時的運行數(shù)據(jù)均無法查找，查找事故原因就會變得很麻煩。因此在絞車的PLC程序中重新設(shè)計增加了一段撲捉程序，用來撲捉提升機在故障急停情況下的重要數(shù)據(jù)，配合使用西門子STEP7程序中的變量表功能，實現(xiàn)了提升機故障時重要數(shù)據(jù)的采集及監(jiān)測，使查找故障更方便、快捷。

2 原理

2.1 數(shù)據(jù)采集

程序原理如圖1所示：

圖1 程序原理

由于峻德煤礦提升機屬于全自動運行，所以程序設(shè)計只針對自動運行方式。程序中的MD516為提升機速度，其速度值有正副的變化，CMP是一個比較器，可以使用其大于輸出和小于輸出。圖中只有在正向運行速度大于0.5米/秒和反向運行速度大于-0.5米/秒時，才會輸出高電位?；蜷T電路保證在正向或反向超過設(shè)定的0.5米/秒速度時都會有輸出。速度值設(shè)定為0.5米/秒，主要考慮提升機的末端爬行速度設(shè)定為0.4米/秒，通常在檢修過程中要試驗各種保護，設(shè)定0.5米/秒的作用實際上是將這一部分出現(xiàn)的故障值過濾掉，減少數(shù)據(jù)量。

在提升機正常運行情況下，如果安全回路跳閘，與門電路輸出高電平，M63.0為高電平上升沿檢測功能塊，當(dāng)檢測到輸入端信號由0變?yōu)?出現(xiàn)上升沿變化時，則上升沿檢測功能塊標志位M63.0被觸發(fā)。MOVE為賦值功能塊，使能端EN輸入信號出現(xiàn)從0到1的變化時，將輸入端IN的數(shù)值賦值給輸出端OUT。當(dāng)提升機安全回路跳閘時，PLC控制程序?qū)⑻嵘龣C在跳閘瞬間的速度值MD516賦值給MD622，深度值MD750賦值給MD630，電流值MD222賦值給MD634，并且被保存下來。直到下一次安全回路動作，上述數(shù)據(jù)將被刷新。

2.2 數(shù)據(jù)讀取和監(jiān)測

由于打開控制程序不安全也不方便，通常是在PLC與電腦連機的情況下，直接觀察該程序的運行情況，這時只能對一小塊程序的運行狀況可以有比較直觀的監(jiān)控，監(jiān)控數(shù)據(jù)較多時無法在一個頁面監(jiān)控所有數(shù)據(jù)，翻頁查找很不方便。本設(shè)計使用STEP控制程序中的變量表，可以方便的實現(xiàn)對各種從二進制到浮點數(shù)數(shù)據(jù)進行編排和實時監(jiān)控，變量表可以將需要的數(shù)據(jù)以表格的形式建立起來，統(tǒng)一進行監(jiān)視，大大的方便了數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，便于系統(tǒng)調(diào)試和故障查找。

打開項目程序界面，選擇新建會出現(xiàn)選項如：功能塊FB、數(shù)據(jù)塊DB、功能FC、變量表VAT等選項，選擇VAT變量表，即可新建。如圖2所示：

將MD622，MD630，MD634三個參數(shù)填入變量表，點擊監(jiān)視按鈕，打開變量表的在線監(jiān)視功能，即可隨時觀察到上述數(shù)據(jù)。提升機緊急停車時電機勵磁電流是284.5A，電樞電流2311.3A，以及速度和緊急停車位置等數(shù)據(jù)均可以顯示。此外，如果需要對監(jiān)視變量進行修改，可以點擊Modify value一欄，輸入自己需要的數(shù)據(jù)值，點擊修改，就可以方便的對數(shù)據(jù)進行修改。如果變量表中加入了二進制數(shù)據(jù)，例如開關(guān)量，由于I輸入點的狀態(tài)是由外部輸入電路的狀態(tài)決定的，O輸出點的狀態(tài)是由PLC內(nèi)部程序的邏輯運行結(jié)果控制的，在系統(tǒng)調(diào)試中假如輸出條件不具備但是仍然需要高電平輸出時，還可以方便的使用變量表的強制功能。強制輸出高電平，從而使調(diào)試工作變得簡單。

提升機出現(xiàn)故障時，通過變量表可以知道提升機在跳閘時的位置、電流、速度等重要參數(shù)，極大的方便了故障原因的查找，如果需要保存其他重要數(shù)據(jù)，例如勵磁電流、電機溫度、軸承溫度、風(fēng)機風(fēng)量等可以添加新的賦值功能塊進行保存。如果需要保存二進制開關(guān)量的變化，則可以通過增加SR或RS觸發(fā)器來實現(xiàn)。為快速的解決提升機故障提供了有利的依據(jù)。

3 結(jié)束語

此邏輯控制程序在提升機的控制系統(tǒng)應(yīng)用后，完成了提升機緊急停車時的運行參數(shù)的記錄和采集，成功地避免上位機不工作時，提升機發(fā)生故障停車時的重要運行參數(shù)丟失，使提升機故障查找得到迅速解決。不僅保證了生產(chǎn)而且節(jié)約了時間，大大提高了安全生產(chǎn)的效率。

參考文獻

［1］田效伍.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)［M］.上海交通大學(xué)出版社出版，2007.

作者簡介：

王向華（1973—），女，1997年畢業(yè)于鶴崗職工大學(xué)機電專業(yè)，工程師，現(xiàn)任龍煤公司鶴崗分公司峻德煤礦動力科技術(shù)員，主要研究方向：煤礦電氣自動化。