鄒峰++張春堂
[摘 要]本文介紹了一種在礦山立井井筒施工中,應(yīng)用PLC技術(shù)集中控制多臺(tái)穩(wěn)車的技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)具有安全、可靠、高效,控制線路簡(jiǎn)單,操作方便,升級(jí)及擴(kuò)展站點(diǎn)、功能容易等優(yōu)點(diǎn)。此項(xiàng)技術(shù)及所設(shè)計(jì)的設(shè)備在中國(guó)華冶科工集團(tuán)有限公司在建的建龍集團(tuán)龍新礦業(yè)副井(本溪思山嶺副井)建井上的應(yīng)用,取得了良好效果。
[關(guān)鍵詞]立井施工 穩(wěn)車 PLC技術(shù) 集中控制
中圖分類號(hào):TD63+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)11-0234-01
引言
目前我國(guó)礦山立井井筒施工,大量設(shè)施需要穩(wěn)車懸吊,如吊盤、整體模板、排水管、風(fēng)筒、壓風(fēng)供水管等。過去,穩(wěn)車上所配電機(jī)一般采用繞線式異步電動(dòng)機(jī),采用凸輪控制器切電阻調(diào)速控制。一臺(tái)穩(wěn)車配一套普通控制系統(tǒng),控制柜內(nèi)采用普通繼電器配合啟動(dòng)電阻單獨(dú)控制,穩(wěn)車電動(dòng)機(jī)控制電路復(fù)雜,接觸器和電阻器等容易損壞、運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)速不均勻,直接帶負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)不僅對(duì)供電電網(wǎng)形成嚴(yán)重沖擊,而且對(duì)設(shè)備損害大,故障率高,特別是穩(wěn)車群集控運(yùn)行更是困難,無(wú)法使其平衡運(yùn)行[1]。需要多臺(tái)同步起、降時(shí),單人操作非常困難,只能依次開動(dòng),容易卡住,釀成事故,效率低。如用普通按鈕和指示燈做成集控柜,非常大,按鈕和指示燈非常多,操作非常困難,線路復(fù)雜,維護(hù)起來(lái)麻煩[2]。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展,將PLC技術(shù)應(yīng)用于穩(wěn)車集中控制成為現(xiàn)實(shí)[3]。為了保證集中控制的安全性,本文采用PLC技術(shù)穩(wěn)車進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)穩(wěn)車集中控制的功能,降低了故障發(fā)生率和防止了事故的發(fā)生,達(dá)到了生產(chǎn)運(yùn)行和安全要求。本文以以思山嶺副井掘砌工程穩(wěn)車集中控制為例介紹其應(yīng)用。
1 工程概況
本溪思山嶺副井,井凈徑10m,井深1503.9m,懸吊各類施工設(shè)施共計(jì)使用22臺(tái)穩(wěn)車。其中10臺(tái)吊盤兼穩(wěn)繩穩(wěn)車運(yùn)行需要同步快速起降,吊盤傾斜度不能超過15度,不能出現(xiàn)因卡住等原因造成的過載事故。
吊盤兼穩(wěn)繩:JZ-25/1800 10臺(tái)
整體模板:JZ-25/1800 4臺(tái)
中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī):JZ-25/1800 2臺(tái)
風(fēng)筒:JZ-40/1800 2臺(tái)
壓風(fēng)供水管:JZ-40/1800 2臺(tái)
排水管: 2JZ-25/1800 1臺(tái)
安全梯: JZA2-10/1800 1臺(tái)
2 設(shè)計(jì)理念
1)主控操作及顯示采用大型觸摸屏,不采用機(jī)械按鈕操控,將控制操作及相關(guān)顯示控制在一個(gè)方便操作及觀察的很小的界面上。
2)主控電器采用S7-300PLC作主站,用程序控制分布式I/O從站實(shí)現(xiàn)同時(shí)多路輸入、輸出[4],實(shí)現(xiàn)就地單動(dòng),遠(yuǎn)控單動(dòng)或多臺(tái)同步起、降。
3采用PROFIBUS—DP總線通訊,主站與各站點(diǎn)之間通訊快,控制線路簡(jiǎn)單,只有一根兩芯通訊線,各從站接近同時(shí)接到起降命令[5]。
4)每臺(tái)穩(wěn)車都有單獨(dú)的控制柜。各單臺(tái)穩(wěn)車控制柜無(wú)嚴(yán)格要求,可以相同也可不同。但同時(shí)工作的穩(wěn)車啟動(dòng)柜控制方式必須相同。
5)在中央控制室允許情況下,每臺(tái)穩(wěn)車既可以遠(yuǎn)方控制又可以就地控制,既可以多臺(tái)同時(shí)工作也可單臺(tái)工作。
6)同時(shí)工作的穩(wěn)車,可以任意組合。
3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
1)系統(tǒng)組成:
①CPU317-2DP對(duì)二進(jìn)制和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算有較高的處理能力;PROFIBUS DP主站/從站接口,32個(gè)從站;可用于大規(guī)模的I/O配置;可用于建立分布式I/O結(jié)構(gòu);可以選用SIMATIC工程工具;基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng);CPU運(yùn)行需要微存儲(chǔ)卡(MMC)。
②ET200M是高密度配置的模塊化I/O,防護(hù)等級(jí)為IP20;可用于S7-300可編程控制器的信號(hào)、功能模板擴(kuò)展;是在PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線上的被動(dòng)站(從站);最大數(shù)據(jù)傳輸速率為12MBIT/S。
③中央集中控制操作臺(tái),由帶集成2個(gè)DP口的S7-300的CPU317-2DP作為主站,一個(gè)DP口用于調(diào)試和連接觸摸屏,另一個(gè)DP口用于DP通訊。觸摸屏選用MT4620-TE,12寸屏,畫面上的元件盡量大,便于觀察和操作。另配相應(yīng)的I/O輸入、輸出模塊等元器件。每臺(tái)穩(wěn)車控制柜采用siemens公司的分布式I/O模塊ET200M作為從站,另配I/O模塊作輸入、輸出用。主站、從站采用PROFIBUS-DP總線通訊。其原理如圖1所示。
2)具體實(shí)施:
①主控操作臺(tái)整個(gè)操作臺(tái)只設(shè)一個(gè)通、斷電按鈕,所有指令輸入及顯示輸出均在觸摸屏上,觸摸屏與CPU317-2DP用通訊線連接,依據(jù)設(shè)計(jì)理念及各臺(tái)穩(wěn)車的控制方式設(shè)計(jì)主控程序。
②各控制柜柜上配就地操作的起、降按鈕,就地及遠(yuǎn)控轉(zhuǎn)換按鈕,電機(jī)工作電壓、電流指示,安全到位開關(guān)狀態(tài)指示,電磁抱閘狀態(tài)指示,輸入、輸出采用I/O模塊,各輸入、輸出信號(hào)均進(jìn)I/O模塊。
③觸摸屏頁(yè)面設(shè)計(jì)
豎井施工各類穩(wěn)車雖然眾多,但不同時(shí)工作。為操作方便,觸摸屏設(shè)置為多頁(yè)面,同時(shí)工作的穩(wěn)車處于同一頁(yè)面。本系統(tǒng)設(shè)置以下7個(gè)頁(yè)面。
主頁(yè)面:主要是作為各分頁(yè)面快速轉(zhuǎn)換用;
吊盤兼穩(wěn)繩、中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī):10臺(tái)同步升降,亦可單臺(tái)升降,任意組合;
整體模板:4臺(tái)同步升降,亦可單臺(tái)升降,任意組合;
風(fēng)筒:2臺(tái)同步升降,亦可單臺(tái)升降;
壓風(fēng)供水管:2臺(tái)同步升降,亦可單臺(tái)升降;
排水管路:?jiǎn)闻_(tái)升降;
安全梯:?jiǎn)闻_(tái)升降;
圖2為吊盤兼穩(wěn)繩、中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)頁(yè)面:
從上述頁(yè)面,可以看出,該控制方式便于操作,無(wú)任何機(jī)械按鈕,只需一人即可完成所有穩(wěn)車的操作。同時(shí),可隨時(shí)觀察到穩(wěn)車的工作狀態(tài)。
4 結(jié)束語(yǔ)
應(yīng)用PLC技術(shù)的穩(wěn)車集中控制系統(tǒng),不再有雜亂無(wú)章的電纜布線,只有一個(gè)總線,使人一目了然,不宜發(fā)生故障,并簡(jiǎn)化維護(hù);減少電纜數(shù)量,使結(jié)構(gòu)井然有序。同時(shí),安全可靠,調(diào)試簡(jiǎn)單,操作方便,程序容易更改。PLC功能強(qiáng)大,可以隨時(shí)擴(kuò)展,增加穩(wěn)車數(shù)量,通過本項(xiàng)目應(yīng)用,該項(xiàng)技術(shù)極具推廣意義。
參考文獻(xiàn)
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