PLC在斜巷水平車場(chǎng)減速報(bào)警器裝置中的應(yīng)用

李輝

摘要：皖北煤電集團(tuán)臥龍湖礦北翼軌道大巷水平車場(chǎng)減速報(bào)警裝置由于采用了PLC進(jìn)行控制，具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠，靈敏度高的特點(diǎn)，徹底解決了北軌斜巷運(yùn)輸存在的安全隱患，具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：臥龍湖礦；減速報(bào)警裝置；PLC控制

一、問(wèn)題提出

臥龍湖礦北翼軌道大巷長(zhǎng)1100米，共有7個(gè)水平車場(chǎng)（連下口），電控部分采用唐山開(kāi)誠(chéng)電器有限公司的變頻絞車實(shí)現(xiàn)雙軌提升，但在實(shí)際運(yùn)行中，絞車每次下放為各個(gè)水平車場(chǎng)輸送車皮和物料時(shí)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)減速，絞車司機(jī)由于無(wú)法判斷車輛下行的準(zhǔn)確位置，在接近車場(chǎng)時(shí)還保持著絞車高速運(yùn)行狀態(tài)（3.88米/秒），極容易造成車輛在車場(chǎng)拐彎處掉道，同時(shí)各水平車場(chǎng)信號(hào)把鉤人員也由于不能準(zhǔn)確判斷車輛的下放位置而及時(shí)將氣動(dòng)保險(xiǎn)檔抬起從而造成保險(xiǎn)檔與車輛的相撞事故，這就為北軌斜巷運(yùn)輸安全埋下了事故隱患，經(jīng)與廠家技術(shù)人員聯(lián)系也無(wú)法解決。

二、解決方案

為徹底解決北軌斜巷運(yùn)輸安全隱患，經(jīng)機(jī)電技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)觀察和研究，設(shè)計(jì)出水平車場(chǎng)減速報(bào)警裝置。它采用先進(jìn)的可編程控制器進(jìn)行邏輯控制，通過(guò)傳感器能夠準(zhǔn)確探知接近各水平車場(chǎng)的車輛，并能夠及時(shí)報(bào)警，提示絞車司機(jī)減速，信號(hào)把鉤人員也可及時(shí)將氣動(dòng)保險(xiǎn)檔抬起，確保車輛安全順利通過(guò)，從而將事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

（一）設(shè)計(jì)原理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，該報(bào)警裝置設(shè)計(jì)由1只開(kāi)關(guān)電源，1只三菱PLC，1塊接口電路板，7只減速傳感器，8只防爆電鈴和1只防爆信號(hào)指示燈組成。

1.三菱PLC

該P(yáng)LC型號(hào)為FX2N-48MR，供電電壓AC127V，分別有24個(gè)輸入輸出端子，其內(nèi)部共編制了300步控制程序。輸入信號(hào)包括：1、取自信號(hào)箱的各車場(chǎng)水平信號(hào)；2、上提和下放信號(hào)；3、各水平車場(chǎng)減速傳感器信號(hào)。PLC輸出端采用繼電器輸出，經(jīng)接口電路控制各水平防爆電鈴及絞車房信號(hào)燈以實(shí)現(xiàn)減速提示。其控制程序?qū)⒏黝愝斎胄盘?hào)進(jìn)行邏輯判斷和比較，確保能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：

（1）當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)減速傳感器時(shí)，絞車房防爆減速指示燈閃亮，同時(shí)車房及各水平車場(chǎng)信號(hào)峒室內(nèi)的防爆電鈴發(fā)出3秒報(bào)警聲，提示絞車司機(jī)減速，信號(hào)把鉤工在聽(tīng)到警鈴聲后也能夠及時(shí)將氣動(dòng)保險(xiǎn)檔抬起使車輛順利通過(guò)。

（2）車輛只有經(jīng)過(guò)發(fā)出信號(hào)的車場(chǎng)上方減速傳感器時(shí)才會(huì)有報(bào)警輸出，例如，4水平車場(chǎng)發(fā)出下放信號(hào)，車輛只有下放到達(dá)4車場(chǎng)減速傳感器時(shí)警鈴才會(huì)報(bào)警，而經(jīng)過(guò)1、2、3各水平車場(chǎng)時(shí)或在車輛上提時(shí)都不會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)警現(xiàn)象。

（3）各傳感器具有故障自檢功能，當(dāng)某一車場(chǎng)的減速傳感器出現(xiàn)常閉或常開(kāi)故障時(shí)，絞車房電鈴就會(huì)發(fā)出特定報(bào)警聲，提示檢修人員及時(shí)維修。

2.接口電路

由于PLC各輸出觸點(diǎn)容量較小，無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)防爆電鈴和信號(hào)燈，所以在PLC輸出端和負(fù)荷之間增加了由電阻和三極管組成的接口電路。該接口電路的作用如下：

（1）實(shí)現(xiàn)PLC輸出觸點(diǎn)與負(fù)荷之間的電氣隔離，即使防爆電鈴出現(xiàn)短路故障也不會(huì)損壞到PLC的輸出觸點(diǎn)。

（2）擴(kuò)展觸點(diǎn)容量。PLC輸出觸點(diǎn)最大容量只有0.5A，不能滿足防爆電鈴的需要（額定工作電流約為1A），通過(guò)該接口電路PLC只需提供20mA的輸出電流即可將負(fù)荷電流擴(kuò)展到3A，確保防爆電鈴能夠長(zhǎng)期可靠的工作。

3.減速傳感器

減速傳感器實(shí)為電感式接近開(kāi)關(guān)，它具有動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，防震防水等特點(diǎn)，當(dāng)有金屬接近它的感應(yīng)面時(shí)其內(nèi)部常開(kāi)觸點(diǎn)就會(huì)閉合，為PLC提供輸入信號(hào)。傳感器為圓柱體，一般是將其安裝在各水平車場(chǎng)上方20米左右的軌道上，通過(guò)在軌道上鉆眼進(jìn)行固定，本系統(tǒng)共有7個(gè)水平車場(chǎng)，共需安裝7只減速傳感器。

4.防爆電鈴和信號(hào)燈

防爆電鈴應(yīng)懸掛在絞車房和各水平信號(hào)峒室的合適位置處，保證絞車司機(jī)和信號(hào)把鉤工能夠清晰聽(tīng)到警鈴聲。當(dāng)車輛到達(dá)減速位置時(shí)，絞車房的減速指示燈閃亮，各警鈴發(fā)出3秒鈴聲，絞車開(kāi)始減速，到達(dá)指定位置后信號(hào)工發(fā)出停車信號(hào)，減速指示燈方熄滅。本系統(tǒng)共需安裝8只DC24V的防爆電鈴和1只防爆信號(hào)指示燈。

5.開(kāi)關(guān)電源

該開(kāi)關(guān)電源輸出AC127V，輸出DC24V，它具有穩(wěn)壓范圍寬，輸出電壓穩(wěn)定可靠，故障率低等特點(diǎn)，最大輸出電流14.5A，完全能夠滿足本裝置的需要，所接5A保險(xiǎn)用于防止負(fù)荷短路造成電源的損壞。

（二）調(diào)試運(yùn)行

1.嚴(yán)格按照電氣原理圖接線，要求各部件安裝穩(wěn)固可靠，接線工藝合格，輸入輸出走線井然有序。

2.安裝完畢后送電，PLC程序運(yùn)行，其各輸出端均有2秒輸出，此時(shí)如若觀察到防爆電鈴響及減速指示燈閃亮2秒說(shuō)明接線正常，即可安排電工按照順序從一水平車場(chǎng)到七水平車場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試，例如：調(diào)試人員到達(dá)2水平車場(chǎng)后，操作2水平信號(hào)箱發(fā)出下放信號(hào)，然后用金屬起子在減速傳感器上連續(xù)劃動(dòng)3下（PLC內(nèi)部設(shè)定連續(xù)輸入3次信號(hào)是為了提高其抗干擾能力），此時(shí)絞車房和2車場(chǎng)信號(hào)峒室內(nèi)的減速警鈴就會(huì)同時(shí)發(fā)出3秒報(bào)警聲，絞車房的減速指示燈也會(huì)發(fā)出頻閃信號(hào)，按壓停車信號(hào)按鈕后絞車房減速指示燈方停止閃爍，說(shuō)明2水平車場(chǎng)減速報(bào)警正常。依次類推，逐一調(diào)試完畢后即可正常運(yùn)行。

三、應(yīng)用實(shí)效

臥龍湖礦北翼軌道大巷水平車場(chǎng)減速報(bào)警裝置由于采用了PLC進(jìn)行控制，具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠，靈敏度高的特點(diǎn)，徹底解決了北軌斜巷運(yùn)輸存在的安全隱患，提高了絞車運(yùn)行安全系數(shù)，使北軌斜巷真正實(shí)現(xiàn)了安全運(yùn)輸，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看安全效益不可估量，建議推廣應(yīng)用。endprint