丁集矿副井出车侧液压阻车器电控系统改造

[摘 要]本论文主要介绍了丁集矿副井上井口出车侧液压阻车器电控系统改造的方案。通过改造，实现了阻车器开与关的自动控制，消除了因电机车司机误操作反向抵车将矿车抵进井筒的安全隐患，同时由于完全实现了自动化控制，正常情况下无需把钩工进行任何操作，不仅没有增加出车侧把钩工的劳动强度，而且对其人身安全也起到了保障，提高了副井提升的安全性。

[关键词]S7-300 PLC；自动控制；阻车器

中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0117-01

1 引言

丁集矿副井为人员物料混合提升的井筒，正常提升时罐笼到位后，升井的矿车由进车侧推车机推出罐笼，滑行至出车侧的工广，等集结齐一定数量时将每台矿车挂好销链再由电机车统一拉走。由于升井的矿车会停留在距离井筒不远的工广处，这就存在着电机车司机误操作反向抵车将矿车抵进井筒的安全隐患，一旦发生，将会对井筒设备及人员安全造成极大的损害，并且此类事故在其他矿井确实发生过。因此有必要在井筒出车侧安装阻车器，防止因电机车司机误操作或矿车自溜造成的井筒坠车事故。

2 系统概述

此套液压阻车器电控系统选用西门子S7-300系列PLC作为控制器，CPU型号为313C-2，自带16组DI点和16组DO点，考虑到以后可能增加其他功能，在PLC机架上扩展了一块SM321 DI模块（32组DI点）。本系统通过采集现场操车环节各传感器及控制按钮的信号反馈，按照设计程序自动控制出车侧阻车器的打开与关闭，同时考虑到存在着因掉道或其他问题在阻车器关闭前矿车没有通过的情况，又增加了手动按钮作为阻车器开和关的辅助控制。

3 系统各单元介绍

3.1 液压站油泵电机主回路

液压站油泵电机功率为7.5kw，电压等级为380VAC，电源取自副井井口开诚操车系统动力配电柜的母排。正常工作时，需将液压阻车器电控柜内的总电源断路器合闸，然后按下柜门上的“油泵电机启动”按钮即可启动电机。电机启停控制未采用传统的“起保停”硬件接线方式，而是将启动按钮的指令送进PLC，然后通过PLC输出带动继电器，再通过继电器控制油泵电机的主接触器线圈，电机的停止控制也采用此种方式。

图1中，I1.6为电控柜门上的“油泵电机启动”按钮输入，I1.7为电控柜门上的“油泵电机停止”按钮输入，Q0.5为既是软件自保点，也是控制油泵电机主回路接触器线圈通断的指令。下面介绍双罐出车侧阻车器的控制，单罐类同。

3.2 双罐出车侧阻车器打开控制回路

此段程序可理解为：双罐无论主勾还是副勾到位后，当摇台落下时（以开诚操车系统检测到摇台落到位信号为准），出车侧阻车器自动打开；或无论双罐罐笼在任何状态下及任何位置时，手动按下电控柜门上的“双罐出车侧阻车器开”按钮时，打开出车侧阻车器。

为避免液压站到出车侧阻车器的油管长期带压，系统PLC在收到“双罐阻车器打开到位”的信号后，延迟0.5s自动切断“双罐阻车器开”电磁阀电源。若因某些原因（阻车器打开到位传感器断线、传感器损坏、磁铁掉落等）PLC无法收到“双罐阻车器打开到位”信号反馈，也会在8s后强行切断“双罐阻车器开” 电磁阀电源，这样做首先是8s的时间可以确保阻车器能够完全打开让矿车通过，其次8s后切断电磁阀电源既是对油管的保护也是避免油管无意义的带压。

图2中I0.6为开诚操车系统中“双罐主勾摇台落到位”信号，由信号电缆引至此套PLC系统DI输入模块；I0.7为开诚操车系统中“双罐副勾摇台落到位”信号，由信号电缆引至此套PLC系统DI输入模块；I1.2为电控柜门上的“双罐出车侧阻车器开”按o输入；Q0.2为既是软件自保点，也是控制“双罐阻车器开”电磁阀线圈通断的指令。

3.3 双罐出车侧阻车器关闭控制回路

此段程序可理解为：双罐发出开车信号并转发至车房后，无论主勾还是副勾离开井口，出车侧阻车器自动关闭；或无论双罐罐笼在任何状态下及任何位置时，手动按下电控柜门上的“双罐出车侧阻车器关”按钮时，关闭出车侧阻车器。

为避免液压站到出车侧阻车器的油管长期带压，系统PLC在收到“双罐阻车器关闭到位”的信号后，延迟0.5s自动切断“双罐阻车器关” 电磁阀电源。若因某些原因（阻车器关到位传感器断线、传感器损坏、磁铁掉落等）PLC无法收到“双罐阻车器关闭到位”的信号反馈，也会在8s后强行切断“双罐阻车器关” 电磁阀电源，这样做首先是8s的时间可以确保阻车器能够完全关闭防止矿车回溜向井口，其次8s后切断电磁阀电源既是对油管的保护也可以避免油管无意义的带压。

图3中I1.0为开诚操车系统中“双罐主勾离开井口”信号，由信号电缆引至此套PLC系统DI输入模块；I1.1为开诚操车系统中“双罐副勾离开井口”信号，由信号电缆送至此套PLC系统DI输入模块；I1.3为电控柜门上的“双罐出车侧阻车器关”按钮输入；Q0.3为既是软件自保点，也是控制“双罐阻车器关” 电磁阀线圈通断的指令。

4 现场使用情况

此套系统为副井电工自主设计并安装调试，所用元器件均为其他系统改造后闲置的旧品，最大程度的节约了成本。自投入使用以来，单、双罐出车侧两组阻车器均未出现误动作或无响应的情况。阻车器的所有控制信号均从现场实际工况考虑，选取合理，使用过程中没有对副井提矸量产生影响。由于完全实现了自动化控制，正常情况下无需把钩工进行任何操作，不仅没有增加出车侧把钩工的劳动强度，而且对其人身安全也起到了保障。

本套液压阻车器电控系统采用了西门子工业PLC作为控制器，所有功能均在程序中进行编写实现，相比较传统继电器控制方式，大大减少了电缆及元器件的使用数量，实际运行时便于维护，故障率低，在以后的生产过程中随时都可以根据生产和安全的需要在程序中进行功能上的增加和完善。

参考文献

[1] 《电气与PLC控制技术教材》 陈志新 2006年8月第一版，中国林业力出版社.