PLC在矿井提升机安全控制中的应用下载简介:
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PLC在矿井提升机安全控制中的应用可编程逻辑控制器(PLC)在矿井提升机安全控制中的应用具有重要意义。矿井提升机是矿山生产中关键的设备之一,其安全性直接影响到矿工的生命安全和生产效率。传统的继电器控制系统存在可靠性低、维护困难等问题,而PLC以其高可靠性、灵活性和易于维护的特点,成为矿井提升机安全控制的理想选择。
在矿井提升机的安全控制中,PLC主要用于实现对提升机运行状态的实时监控和保护功能。具体而言,PLC可以通过传感器采集提升机的速度、位置、负载等参数,并根据预设的程序进行分析和判断。一旦检测到异常情况,如超速、过载或位置偏差,PLC能够迅速发出指令,启动紧急制动或其他保护措施,确保提升机的安全运行。
此外,PLC还支持与人机界面(HMI)和远程监控系统的集成,操作人员可以通过触摸屏或监控终端实时查看提升机的运行状态,并进行必要的调整。这种智能化的控制方式不仅提高了系统的安全性,还提升了管理效率。
总之,PLC在矿井提升机安全控制中的应用,有效减少了人为失误和设备故障带来的风险,为矿山安全生产提供了有力保障。随着技术的不断进步,PLC的功能将进一步增强,助力矿井提升机向更高效、更安全的方向发展。
务越来越重,这就对提升机的安全、可靠性提出了更高的要求, 不允许其成为影响企业生产的“瓶颈”。为此,不同时期生产的 提升机都根据当时的技术条件和要求设置了不同类型和功能的提 升保护系统。 因此,通过对提升机的安全保护系统的研究,利用现代控制 技术和手段,对各类提升机的安全保护系统进行数控化改造通用桥式起重机 安装施工方案,使之 具有必要的、完善的保护功能,对确保提升系统安全可靠运行是 十分必要的,对矿井提升机的安全运行具有非常重要的现实意义。
表1保护PLC硬件配置
表2行控PLC硬件配
行程监控PLC的主要功能是:将部分操作信号、部分保护 信号以及设定的一些行程参数与轴编码器信号结合起来进行逻辑 运算处理,自动产生提升机所需的速度给定信号(即运行曲线),为 了尽量减少起动、制动过程中的机械冲击,提高提升机控制精 度,速度给定信号的加速、减速段为“S”型曲线,减速段行程 通过PLC实际运算来调节减速度以保证减速段为一固定值,从而 保证了停车点不变和停车点的精度。此外行程监控PLC还将轴编 码器信号经软件计算后处理成罐笼在井筒中的位置和在线速度, 送到操作台监视器显示,此外还产生包络曲线对提升机的速度进 行连续监视。 主控和行控两台PLC既相互独立,又能相互监视,对某些保 护(如过卷、超速、钢丝绳打滑等)还能相互备用、冗余,这样大 大提高了行程监控器的可靠性。 (3)操作台PLC
PLC与DCS PLC and DCS
操作台PLC主要实现三个主要功能:一是将操作的有关按钮 和旋钮等输入信号传送给主控PLC;二是通过输出模块,将系统 中重要的开关量和模拟量在指示台上正确显示三是与深度指示 器通讯,完成深度指示。操作台PLC与主控、行控PLC也是双 网络连接,保证数据的安全可靠。 (4)低压柜PLC 低压柜PLC实现的一个主要功能是将低压柜的各个开关信 号传送给其他三台PLC。
图2启动程序0B100流程图
图3中断程序0B35流程图
《自动化技术与应用》2007年第26卷第1期
结构化程序设计的原则,将能完成某些特定功能的程序事先编制 成可以重复调用的FC功能块形式,然后在OB1中执行相关调用。 这样程序设计结构清晰,功能明确,编制和调试都很方便。OB35 为定时中断组织块,主要是根据计数模块的计数值,计算出提升 机运行速度。中断程序流程图如图3所示。
3.1双线制提升机安全保护回路
提升机是机械、液压和电气三部分构成的复杂系统。为保障 提升机系统安全可靠,必须采用双线制安全回路3,即PLC安全
图4双线制提升机安全保护回路
回路和继电器安全回路相结合,如图4所示。 对于一些需要立即施闸停车的重事故信号,如高压跳闸、快 速快关跳闸、传动回路跳闸、提升容器过卷、超速等,接人继电 器安全回路,当事故发生时,安全回路动作,液压制动部分施闸 停车,同时,故障点也接人操作保护PLC,由软件实现故障的监 视和闭锁及声光报警。 对于提升机的其他故障,如提升终了施闸类故障、电气制动 类故障和报警类故障,则直接由PLC控制和保护。
图5所示为立即施闸类的故障的快速开关跳闸的继电器安全
图5继电器安全直动回路
直动回路。 当主电路电流过大,超过快开设定值,快速开关动作使主电 路断开,快速开关的辅助点接人继电器JD93线圈,当继电器线 圈失电,其常开触点断开,安全回路继电器D803、D804、D808 失电。安全继电器D803输出点接人提升机控制回路,继电器线 圈失电时,封锁主令和可调闸输出,可调闸输出封锁后,输出值 变为0mA,液压站的电磁阀动作,抱闸停车。安全继电器D804 输出点接人液压站油泵控制回路,继电器线圈失电后,油泵主电
58 I Techricues ofAuomaion&Acoicaons
PLC与DCS PLC and DCS
源断开,停止运转,液压站实行二级制动抱闸停车。安全继电器 D805输出点接人PLC安全回路,继电器线圈失电后,断开PLC 安全回路。安全继电器D808输出点接人接人调节柜安全回路,继 电器线圈失电时,封锁可控硅触发脉冲,停止主回路和励磁回路 的电流输出。 由上图可以看出,安全回路还有“行程PLC故障”信号,它 来自于PLC系统,主要对提升机运行状态进行行程监控。当提升 机在运行中出项行程故障,如减速段超速,一方面PLC发出故 障,报警停车,另一方面继电器安全直动回路动作,这样就保证 了提升机运行的可靠性。
PLC将输人的保护信号分为立即施闸类故障、提升终了施 闸类故障,电气制动类故障和报警类故障3。如图6所示分别为 四类故障的安全回路。 图中1*.*表示输入到PLC的保护信号地址。 以立即施闸类故障为例。当主回路电流过大,快速开关动作 时,其输人点如前所述,一路接人继电器安全直动回路,另一路接 人PLC输人点I3.2,当故障输人I3.2由高电平变为低电平时,安全 回路中间变量M23.1动作,中间变量M23.1输出,一路发出故障
声光报警,封锁液压站油压输出,另一路去调节柜封锁触发脉冲。 安全回路有110.1安全继电器回路输人,它来自于安全继电 器直动回路,若PLC输人I3.2不动作,由于110.1的引I人,PLC 安全回路仍然动作。 由此可以看出,采用PLC与继电器双路输人,实现了故障信 号的多重监视和闭锁
可实现的监视有过卷监视、轴编码器监视、钢丝绳滑动监 视、超速监视、测速机一—编码器监视、方向监视、停车监视、 速度调节器解锁监视、井简开关监视、离站监视等。下面以过卷 监视为例来说明其在PLC中的实现。 过卷监视的信息来源有两个:一是硬过卷,即井筒开关过
中国石油呼和浩特石化公司500万吨年炼油扩能改造项目分馏塔安装施工方案图7过券监视的PLC程序
时,报出极限过卷故障信号。
可实现的闭锁有防突然反向闭锁、开车条件闭锁、箕斗提升 选择闭锁等。下面以防突然反向闭锁为例来说明其在PLC中的实现 程序如图8所示:
PLC与DCS PLC and DCS
图8防突然反向闭锁程序
该系统经过在开滦集团钱家营矿的现场调试和运行结果表 明,本文提出的安全保护策略保护完善、可靠性高,完全可以满 足现场生产的要求。
[1]吴强,等.煤矿安全技术与事故处理[M].徐州:中国矿业大 学出版社,2001. [2] 煤安监办字(2003)51号[Z1国家煤矿安全监察局文件, [3] 何风有,谭国俊.矿井提升机计算机控制技术[M|,2003,8。 [4] 西门子可编程序控制器编程手册|2].北京:西门子公司, 2002,9.
器地址的分配情况如表2所示。 注:%l:离散输人区边坡支护专家论证施工方案,数据类型为位(bit)。 %M:内部离散存储区,数据类型为位(bit)。 %R:寄存器区,数据类型为字(Word)
上述通信技术已经在攀枝花煤业集团有限责任公司的煤车 调度系统中得到应用,经安装调试后,系统通讯准确,运行稳定。 因此,基于以太网的PLC控制系统对于中远距离的现场控制和数 据传输来说,确实为一种有效且可靠的解决方案。