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探究煤矿机电设备控制中PLC技术的应用
近年来，随着科技的发展和煤矿安全生产的要求越来越高，煤矿机电设备控制技术得以快速发展。
在这一背景下，PLC技术被越来越广泛地应用于煤矿机电设备控制中，成为了煤矿机电设备控制中的重要组成部分。
PLC（可编程序控制器）是一种存储程序、执行程序、接口输入输出和与设备通讯的数字系统。
它可以快速响应，并对输入进行多功能控制。
在煤矿机电设备控制系统中，PLC 技术的应用可以实现对煤矿机电设备的自动操作、运行监测和故障检测等功能，大大提高了煤矿机电设备的生产效率和安全性。
在煤矿机电设备控制方面，PLC主要应用于以下几个方面：
一、控制系统的设计
二、设备状态监测与故障检测
在煤矿机电设备运行时，PLC系统可以实时监测设备状态，并进行故障检测。
如果设备发生故障，PLC系统会立即发出警报，并予以处理或关闭机器进行安全防护，避免人员伤亡和财产损失。
三、自动化控制系统
PLC技术还可以应用于煤矿自动化控制系统中，由于PLC系统具有多功能输出，可与不同类型的执行元件直接连接，因此可以实现不同类型机械、设备的自动化控制。
四、数据采集和传输
PLC技术在煤矿机电设备中还可以应用于数据采集和传输。
通过PLC系统采集煤矿机电设备的各种数据，并将数据传输至监测中心，从而实现对煤矿机电设备的实时监测。
斜巷防跑车装置的定义；“一坡三挡”跑车防护装置是倾斜井巷内使用串车提升时必须装设的。
采用这一装置可确保安全运输,减少事故发生。
这里介绍南峪煤矿的几种矿井斜巷防跑车装置,与大家交流。
1手动防跑车装置1.1手动单门防跑车装置在主斜井的上部平车场接近变坡点处,安设能够控制车辆进入摘挂钩地zmxx012斜巷防跑车装置的使用；底升式跑车防护装置采用旋转编码器作为测距传感器，PLC作为控制核心。
在绞车启动时，绞车房主控PLC对编码器发出的脉冲进行计数，PLC根据计数的结果转换为绞车的旋转角度和旋转方向，从而判断出矿车现在的位置和运行方向。
当检测出下行时矿车的位置在某一道挡车栏预定复位点时，主控PLC发出指令给该挡车信号控制箱，控制电机开始旋转轨道使轨道复位；当检测出上行的矿车离开挡车栏到达复位点时，轨道升起。
当矿车溜车或断绳后，只要绞车的运行位置不在轨道的复位设定值，挡车栏始终处于“起”状态；矿车撞击挡车栏（轨道、钢丝绳），报警装置导通，主控PLC接收到信号，发出报警保护命令，绞车安全回路断开，有效的防止了矿车冲出斜巷，避免造成更大的事故。
斜巷防跑车装置主要功能特点：1、具有“缓冲式”拦截功能；不刮车，井筒全断面无障碍；2、具有自动、手动运行转换功能；3、具有故障部位汉字显示功能；4、具有车位距离数字显示功能；5、具有自动、手动校准零位功能；6、具有跑车及故障输出与绞车联锁功能；7、具有实时显示挡车栏工作状态功能；8、具有强制解除挡车栏功能；9、具有挡车栏误动作报警功能。
斜巷防跑车装置概速：1、用途：本装置可在煤矿、金属矿山、非金属矿山等所有倾角在30°以下的单轨提升运输斜巷中安装使用。
当斜巷矿车发生跑车时，对发生跑车的矿车进行有效拦截以免扩大事故，特别适合于复合型（如带有猴车）斜巷中。
赵---君===君186-----607----615-----712、系统组成及跑车防护功能：该装置主要由声光监控箱、编码器、测速传感器、报警装置、位置传感器、轨道旋转装置、缓冲式吸能器及柔性钢丝绳等装置组成。
收稿日期:2009-04-02作者简介:戴传东(1964—),男,河南太康人,工程师,1989年毕业于山东矿业学院,现从事煤矿机电工作。
P LC 控制信号系统在斜井施工中的应用戴传东,何志清(平煤建工集团建井一处,河南平顶山 467000)摘要:为了解决超长斜井施工普通信号系统存在的诸多问题,采用P LC 控制信号系统及光缆传输信号,设计使用了自动道岔。
实践应用表明,该信号系统解决了普通信号系统由于线路压降大不能正常使用的问题,具备了提升信号的数字和汉字功能显示功能,实现了提升绞车与信号的各种闭锁,达到了安全生产的目的。
关键词:斜井施工;P LC 控制信号;光缆信号传输;自动道岔中图分类号:T D262112 文献标识码:B 文章编号:1003-0506(2009)07-0062-02 平煤集团八矿五采区主斜井开口位置位于八矿工业广场东北角,该斜井按照机械化作业方式配备设备,采用2JK 24×1.7型矿井提升机作为主提升绞车,双钩提升,提升容器采用2个前卸式6m 3箕斗,采用自制翻矸系统和井架卸矸,打眼采用C MJ17HT 型全液压掘进钻车,用单台P 260B 型耙斗机装岩,PZ 2Ⅶ型喷浆机喷浆支护。
信号系统采用BZX 24型照明信号综合保护装置作为电源;采用打点器打点,利用闪灯、电铃显示声光信号,行车时亮警示红灯;采用二级传点方式;井上至井下采用橡套电缆直供至井下工作面打点处。
但在使用过程中,该斜井(巷)施工信号系统存在较多问题,不能满足超长斜井施工的需要。
1 存在主要问题(1)该斜井施工距离远,供电电缆长度近3000m ,线路压降大,电铃、闪灯、红灯均不能正常工作。
(2)信号系统简单,无显示功能,打点的点数只能靠人判断,容易听错发生事故。
(3)从信号系统上无法反映出道岔的开闭情况,过车时需设专人判断来车方向并将道岔扳至相应位置,易出错引发事故。
(4)由于使用C MJ17HT 全液压钻车打眼,单台提升机双钩提升,为了保证液压钻车在工作面的进退(放炮时,液压钻车一般后退100m 左右),只能设1台P 260B 耙斗机装岩。
1.概述根据《煤矿安全规程》第三百七十条规定，开发研制出ZDC30-1.35型斜井跑车防护装置，使用于斜井矿车的跑车防护，该装置为常闭型。
用途：当斜井矿车发生跑车时，对发生跑车的矿车进行拦截以免发生事故。
使用范围：本装置可在煤矿、金属矿山、非金属矿山等所有倾角在30°以下的单轨或双轨提升运输或倾斜巷中使用。
型号意义：Z DC 30—1.35额定抗冲击能量（MJ）最大倾斜角（°）跑车防护挡车装置2．特点ZDC30—1.35型斜井跑车防护装置，电气系统主要由PLC控制器、PLC控制器隔离板、电源变压器、接触器、三相电机和编码器等组成，电机保护由过热继电器来完成。
其中PLC控制器是系统的控制核心，电源变压器是将交流电压变换成PLC控制器所能接受的正常工作电压。
三相电机将完成车挡的提升和放下操作。
提升绞车的正反转由电控箱的接触器控制。
3．系统工作原理当矿车下行时，矿车下行到挡车栏上方的指定位置时，旋转脉冲编码器把信号传递到电控箱的PLC控制器，PLC控制器接到来自编码器的信号进行检测，检测矿车运行位置是否准确，运行到指定位置时挡车栏打开（脱钩矿车超速下行时挡车栏不动作等待拦截）当矿车下行到挡车栏下方的指定位置时挡车栏关闭。
当矿车上行到挡车栏下方的指定位置时挡车栏打开，矿车上行到挡车栏上方的指定位置时挡车栏关闭。
4．功能1）采用日本三菱PLC控制和旋转脉冲编码器定位，使时间的测量达到1ms、位置测量到1.0cm的精度，提高了系统控制的准确度；2）本系统可与绞车连锁，功能强大、控制方便；3）航载机着陆的柔性减速器缓冲器设计，技术领先，吸能量大，使矿车的损伤程度降低到了最低；4）PLC系统具有自检功能，故障、跑车报警等功能，对各部件的工作情况进行巡检，特别是对拦车网（车挡）的位置自检，最大限度的避免了系统的误动作，对于跑车脱轨能有效的拦截；5）监控功能：矿车下行到挡车栏下方时，矿车正常运行，挡车栏提起同时绿灯亮，如矿车发生跑车，挡车栏不提起，当矿车碰到挡车网时红灯亮同时有铃声报警，矿车上行到挡车栏下方时，挡车栏提起同时绿灯亮。
PLC 技术在凿井绞车集中控制中的应用与研究随着科技的发展，工业自动化越来越受到企业的重视，其中就包括了凿井绞车的集中控制。
PLC（Programmable Logic Controller）是现代工业自动化中广泛使用的一种控制器，其在凿井绞车的集中控制领域中应用的研究非常重要。
1.PLC 技术的优点1.1可编程性PLC 控制器是可编程的，使得它们能够适应各种不同的控制任务。
用户可以通过编程改变控制器的运行方式以满足操作要求。
1.2节省空间PLC 控制器通常比传统的控制器更小，所以在安装时需要的空间更少。
1.3高可靠性PLC 控制器因为采用了相对单一的硬件结构，运行更加稳定可靠，并且因为它们大多有备份电源，所以即使遇到电力中断，它们也可以继续运行。
1.4易于调试PLC 控制器通常具备在线调试功能，可以在设备起动运行时进行实时监测和调试，发现问题并及时解决。
2.PLC 技术在凿井绞车集中控制中的应用2.1控制绞车并驱动电动机PLC 控制器可以通过采集传感器反馈的信息，控制绞车工作和驱动电动机，并且能够检测电压，热过载和速度测量等运行参数。
然后通过不同的控制算法处理这些信息，从而实现不同的控制策略来适应不同的需要。
2.2维护功能通过监控传感器和其他设备信息，PLC 控制器能够检测到故障并及时发出警报，从而及时展开维护工作，维护包括设备检修，故障排除等维护内容。
2.3数据监测PLC 控制器可以记录运行数据并显示实时信息，如电压、电流、功率等运行参数，通过这些数据，可以对绞车的运行状态和维护情况进行实时的监测。
2.4节能功能PLC 控制器能够对绞车的使用进行节能管理，如减少运行时间，减少功率等手段，从而提高能源利用效率。
3.研究方向3.1实现更多的控制功能针对不同的凿井绞车控制需求，PLC 控制器可以探索更多的控制功能，如锁定控件、模拟输出、高速计数和定时等控制功能等。
3.2开发更高级的算法PLC 控制器算法是PLC 控制器中非常重要的一部分，研究者可以开发出更高效、更高级的算法，从而实现更为精准的控制策略。
关于矿井斜巷运输跑车防护装置的安装使用作者：冯乐乐来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2012年第09期摘要：煤矿一旦发生跑车事故后果将是十分的严重，因此跑车防护装置就显的十分的重要，跑车防护装置的安装使用是否妥当和符合《煤矿安全规程》直接决定关键时刻跑车防护装置能否起作用，本文结合长期的一线工作经验和长期的研究，对跑车防护装置的安装和使用做详细介绍。
关键词：煤矿斜巷运输跑车防护装置安装使用0 引言煤矿矿井一旦在斜巷串车运行中因断绳、脱销、连接装置断裂等原因而造成串车以致主提升钢丝绳发生脱离，结果将会造成很大事故，且此类事故的危害性极大。
煤矿一旦发生跑车事故后果将是十分的严重，因此跑车防护装置就显的十分的重要，矿井斜巷内在使用串车作为提升工具时必须遵守《煤矿安全规程》规定：脱钩或者是断绳的车辆阻止住的跑车防护装置，是在矿井斜巷内安装设置能够将运行过程中的防跑车防护装置。
因此矿井斜巷内的跑车防护装置的安装使用是否妥当和是否符合《煤矿安全规程》直接决定关键时刻跑车防护装置能否起作用。
1 跑车防护装置跑车防护装置（又名斜井防跑车安全装置）是煤矿斜井提升运输的重要安全设备，安装在煤矿井下斜井内，采用位置传感器获取与绞车同步运行的控制信号，使挡车网处于“常闭式”防护状态，如因断绳，脱钩等原因而发生跑车，可采用柔性缓冲来实现有效拦截。
1.1 跑车防护装置的主要功能矿井斜巷跑车的防护功能有以下：①跑车防护功能在斜巷上口安装常闭式挡车栏，防止上车场未连接矿车进入巷道。
②跑车防护功能在巷道内安装常闭式挡车栏，对矿车因断绳或脱钩发生跑车后进行可靠拦截，实现了跑车防护。
③语音提示功能绞车和矿车的运行状态通过语音给绞车工和把钩提示。
④元器件自检功能系统能够自动检测各元件工作状态，发现故障后可以语音提示维修工以便于有针对性的快速维修。
⑤距离自动校正功能为了使装置能准确判断矿车位置，PLC读取的矿车位置数据自动清零，同时判断矿车位置的误差要小于1米。
基于PLC的矿山斜井防跑车的控制系统作者：陈庆新马香娟李国来源：《中国科技博览》2015年第33期[摘要]本文介绍了可编程序控制器（PLC）在矿山斜井安全监控系统中的应用设计，具体地阐述了控制系统的功能特点、工作原理、硬件结构和软件设计。
[关键词]PLC 安全监控 I/O接口测速中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0138-01前言矿山斜井是生产运输的重要环节，也是斜井跑车事故经常发生的地段。
为了有效地防止跑车事故的发生，在生产中装备了多种形式的防跑车装置。
在这些防跑车装置中，采用常开跌落式的居多，其中部分采用机械撞击式控制机构，其动作准确率不高；而大多数采用电动脱落式控制机构，多为人工控制，功能较少，可靠性不高，适应性较差，现场调试维护不便。
将PLC 技术应用于防跑车控制系统，不仅能够达到控制要求，而且与采用数字电路或单片机设计的方案相比，系统结构简练，可靠性和性能/价格比高。
控制系统的功能和特点基于PLC的防跑车控制系统，可实现对防护装置的多功能自动控制。
配上相应的电源部分后，能够广泛用于矿山井下所有有127V电源的斜井，可分别做成矿用一般型和矿用防爆型两种形式，以满足不同井型和不同地点的斜井使用。
其探头安装不受轨道形状和距离的限制，可适用于各种不同轨距轨型的斜井。
其速度整定值可在1.0米/秒到15.0米/秒的范围内任意选定，适用于绞车提升速度不同的所有斜井。
它所控制的防跑车装置为常开式，可以克服常闭式防跑车装置给斜井提升带来的不利因素。
它有对防跑车装置动作状态的检测功能，以免防跑车装置动作后仍进行提升而造成其他事故；具有本地报警和远程报警的功能，方便了实际操作，提高了安全性。
具有实时速度显示功能，使人们对车辆的运行状态有直观的了解，且方便对本身运行状态的判别和现场调试、维修。
有一定的超速运行值的记忆功能以便查询；有方便的模拟功能，以减少实际试验对防跑车装置造成的破坏。
PLC技术在斜井挡车栏的应用
摘要：本文介绍了磨矿巷探斜井挡车栏的现状和不足，并详细介绍了一种新型PLC 自动控制挡车栏装置在巷探斜井的成功应用。
关键词：斜井斜井挡 PLC技术
一.改造前概况
磨心坡煤矿-220m～-330m五号巷探斜井全长278m，坡度23°，上车场变坡点距绞车135m，绞车型号JYB-50×1.4-580×600型，速度1.4m/s，无级可调，串车提升；多年来磨心坡煤矿巷探斜井在挡车栏装置的应用上，不断研究探索，取得了一定的经验，从最初的手动，发展到现在的压绳式；挡车栏形式主要有刚性横竖档和柔性钢丝绳网档两种形式。
（一）工作原理
下放车辆时，当车辆完全通过变坡点后，主提升绳吃紧，串车连接无问题，挡车栏打开车辆通过；当车辆再次提升至上车场时，主提升绳松弛，挡车栏关闭。
（二）存在问题
1.单滚筒绞车与挡车栏未实现联动，由于上车场设计缺陷，压绳式挡车栏不能可靠使用，容易误操作提前打开或滞后打开挡车栏，造成车辆与挡车栏相撞事故或跑车事故。
2.提升绞车距离挡车栏远，司机观察不到挡车栏的关闭情况，无法采取措施及时开停绞车，易造成车辆误撞挡车栏，无法避免跑车事故的发生。
二.PLC技术斜井挡车栏的应用
针对磨心坡煤矿巷探斜井实际，经过反复研究探索，2011年初引进了一套PLC自动控制的ZDC30-2.2型挡车栏装置，安装在-220m～-330m五号巷探斜井。
（一）装置的基本构成
此套装置的基本构成包括：隔爆兼本质安全型电控箱、挡车栏、收放绞车、传感器、本质安全型接近开关。
（二）装置的主要功能
系统具有跑车防护功能，并且与绞车联锁；
系统采用PLC、旋转编码传感器监测控制，具备高精度、高可靠性、高安全性；
具备防止跑车和挡车性能，并且是经常关闭，放车时方能打开，满足煤矿安全规程要求；
（三）装置的工作原理
装置通电后，安装在绞车上的轴编码器随时检测绞车动态。
再配合从绞车电控取得的绞车旋转方向信号，电控箱处理得出车串车所在位置及运动方向；若装置工作在提物状态时，当电控箱检测出串车正常到达提升位置后，电控箱发出信号令收放绞车提升挡车栏。
当安装在收放绞车上的到位接近开关感应到提升到位信号后，电控箱将停止发出收放绞车提升信号。
同样，当电控箱检测出串车正常通过挡车栏并到达设定的挡车栏下放位置后，电控箱发出信号令收放绞车下放挡车栏。
当安装在收放绞车上的到位接近开关感应到下放到位信号后，电控箱即停止发出收放绞车下放信号。
若电控箱通过检测轴编码器信号，计算出的提升绞车速度过速时即闭锁各提升绞车信号，禁止提升挡车栏。
若装置工作在提人状态时，电控箱自动控制收放绞车提升挡车栏到“常开”状态，并锁住此状态直至取消提人状态。
（四）装置的安装
1.隔爆兼本质安全型电控箱安装
安装在绞车旁做架子或打锚杆将电控箱固定牢靠，其安装应有良好的接地装置。
2.收放绞车安装
（1）横梁的安装
横梁安装在巷道顶部，与两轨轨面平行，以不影响人和物料的通行为原则，横梁下面距轨道面高度为 2.2m，但必须确保横梁上面距巷道顶部的尺寸大于450mm，以保证收放绞车的正常安装与维护。
且使滑轮与收放绞车卷筒之间的钢丝绳平行于巷道。
定好位置，在巷道两侧上方对应的地方挖洞，将横梁嵌入洞中用混凝土浇注，待干后用螺栓将收放绞车固定在横梁的上面，并使收放绞车的
卷筒中心与轨道中心在一条垂线上。
（2）收放绞车的安装
根据现场实际情况选择收放绞车的安装位置，应尽量选择无淋雨、无滴水的地方，做到收放绞车基础位置和角度正确，基础牢固、可靠。
根据系统接线图，用电缆将收放绞车电机电源线连接到起动开关上，将电控箱输出的控制线连接到起动开关的控制端，连接完毕后，调试时接通电源。
收放绞车安装在斜井中挡车栏的前方 6-10m 处。
(3)轴编码器的安装
轴编码器担负着系统测距任务，因此编码器的正确安装将直接影响系统的性能，安装位置应安装在可检测绞车运行旋转部位。
(4)本质安全型接近开关的安装
本质安全型接近开关反映收放绞车运行状态，安装在收放绞车底板上，成为一体化装置。
为了确保挡车栏上提到位、下放到位和正常运行时，能发出正确信号给收放绞车，将上提到位接近开关、下方到位接近开关和正常运行接近开关安装在限位器支架上，接近开关用的触发盘安装小卷筒上，当该触发盘运行至接近开关正面时，接近开关动作，在安装时应保证限位接近开关与触发盘的距离不大于10mm。
（5）挡车栏的安装
挡车网的编制和吊挂先用φ5的小铁链6根，分别将链条的两端焊接在φ48 钢管上；提前在最上方的φ48 钢管上相距1000mm 焊接两个φ16 的螺帽，作为吊挂钢丝绳的吊环，将φ6 的吊挂钢丝绳穿过螺帽吊环打绳卡固定，之后把两根吊挂钢丝绳并接，向上与巷道顶预埋的锚杆连接或在工字钢上吊挂起挡车网。
吊挂后，网架最底端的钢管距轨道面垂直高度约为340mm（视矿车情况定）。
提前将φ5 的小铁环焊接在钢管上，同一钢管上的铁环间距为800mm。
提升挡车栏的两根钢丝绳为φ6，其一端穿过铁环在挡车栏最下面的钢管上缠过打绳卡固定，另一端穿过安装在巷道顶端的滑轮后并接，用一根φ6 钢丝绳连接至收放绞车，且其间钢丝绳要与巷道平行，挡车栏提升到位后，离导轨面距离最大距离约为1.9m。
（6）缓冲器的安装及位置
在巷道与轨道之间挖安装基础。
每个安装基础先预备 8 根地脚螺栓，按缓冲器底座固定螺孔的位置分布固定，然后用混凝土一次浇注完成。
浇注后，基础上表面须平行于轨道平面。
待基础完全凝固后再将缓冲器底座固定在安装基础上，然后将缓冲器安装上。
（7）电气安装
装置各部分安装好后，按照设计的要求，正确连接装置各部件，连接完成后，认真核对，确保连接无误下，通电调试。
（8）通电调试
所有设备安装完成并接线完好并确认无误后，方可进行通电。
对各单向设备进行逐一送电并调试至单个设备连续运行 2 个小时以上无任何异常后方可进行联合调试。
（9）深度校对
深度校对的目的是计算绞车全行程内的总脉冲数，由此计算出轴编码器每发出一个脉冲时车辆所走过的距离，以保证控制的准确性和可靠性。
新安装时、绞车换绳时或与绞车电控显示深度值差距大于 0.5 米时均要进行此项调试，根据矿车运行速度及深度校对结果，调整电控箱 PLC 参数，确定挡车栏设定位置，保证装置动作及防护有效。
（10）运行、注意事项
当在人车运行状态，挡车栏常开；当在矿车运行状态，矿车行至挡车栏设定的上提的位置时，上提指示灯闪亮，当挡车栏提升到位后，上提指示灯常亮；当矿车行至挡车栏下放的位置时，下放指示灯闪亮，当挡车栏下放到位后，下放指示灯常亮。
这样从距离显示和到位指示灯的情况可判断出挡车栏的运行情况（11）注意事项
系统运行一段时间后，若对绞车钢丝绳进行调整（如剪去一段、掉头等）情况，此时系统禁止处于自动状态，如系统处于自动状态必须按手动状态进行操作，系统必须与绞车同时通电或断电，系统自动运行必须定期校准和清零。
三.效果
（一）此套PLC自动控制的ZDC30-2.2型挡车装置经过近一年的运行，效果良好，此斜井每天运输车辆50 多车，挡车栏开关100多次，年共运输车辆1800
多车，开关次数达到3600 次，没有发生过误动作现象，运行稳定。
（二）改造后的挡车栏，采用先进的PLC控制技术，并配以灵敏的速度传感器，提高了装置控制的准确性，有效地避免了因装置失效造成的跑车事故；改造至今性能稳定，运转良好，动作灵敏准确可靠，具有较高的推广应用价值。
