小纪汗煤矿带式输送机控制系统

葛凯

摘  要：小纪汗煤矿以ControlLogix 5000系列的PLC作为矿用带式输送机主控制系统的控制核心，其具有性能可靠、操作简单和维护方便的特点，是煤矿井下带式输送机理想的配套设备。

关键词：PLC可编程控制器;带式输送机;主控制系统;电动机

中图分类号：TD63+4             文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.115

小纪汗煤矿采用斜井开拓，盘区条带式开采，设计生产能力为10 Mt/年。工业场地内集中布置了主斜井和副斜井。其中，主斜井的倾角为14°，斜长为1 400 m，井筒内装备了1台带宽为1 800 mm的带式输送机承担井下煤炭提升任务。

1  带式输送机的主要技术参数

采用头部卸料、尾部受料，头部四驱动的固定式带式输送机，其运输能力为4 200 t/h，带速为5.0 m/s，输送机长度为1 425 m，输送机坡度为14°，配备了4台2 000 kW的电动机，驱动系统为变频拖动的6 kV防爆电机驱动。

2  主控制系统

2.1  主控制系统的要求

控制系统的变频启动/制动加速度功能可调、多电机功率平衡、输出力矩可控。在启动前，系统可沿线发出预告信号（受料点和卸料点为声、光信号，其他为光信号），且具有上、下游设备的联锁功能。

胶带机控制柜应具有集中控制、控制室集中控制、就地单机控制、闭锁等工作方式。其中，集中控制方式是指由中央计算机系统（DCS）进行的远程控制;控制室集中控制方式是指在控制柜或控制台上控制胶带机启停;就地单机控制方式是指由操作人员控制单机运行。

2.2  主控系统的构成

控制系统由控制柜、远程分站、工控机、通讯光缆和保护传感器等组成。主斜井控制室的控制柜内主要有PLC模块、温度仪表和供配电断路器等原件，该部分的硬件维护应参照电气原理图进行。

PLC模块选用ROCKWELL公司的产品，主要由机架、电源模块、CPU处理器、DI模块、DO模块和通讯模块组成。控制系统主要控制以下设备：负责主斜井4台高压开关柜的分闸、合闸;负责主斜井4台高压变频器的启停、速度给定和主从切换;负责主斜井低压开关柜的电机辅助设备，比如油泵电机、冷却风机等的启停;负责主斜井盘式制动器的启停。

3  控制系统网络拓扑和I/O统计

经综合分析整个设计中的设备后得出以下3点：①数字量I/O的点数统计。包括集控、就地闭锁、检修启动、停止急停、预警和复位。②模拟量I/O的点数统计。1～4#减速机油的温度和轴承温度，类型为4～20 mA。③I/O模块选型。16点输入、输出模块和16通道模拟输入模块。

网络拓扑图如图1所示。

4  系统的工作方式

4.1  手动操作

手动操作分为以下4步：①开机前按照主斜井监控画面查看是否具备操作条件，并选择需要使用的电机。点击“启动”后，将进行投入、退出切换;被选择的电机颜色为绿色，1号

电机和2号电机为选择使用的电机。目前，程序中至少要选择2台电机后才能开机。主电机负责控制速度，从电机转矩模式控制电机工作。值得注意的是，选择主电机时，只能选择1台电机作为主电机。②启动高压开关柜。正常运行时，高压开关柜无需频繁分、合。如果需要进行分、合操作，则高开合闸后，会显示高开的电压值、电流值。③检查是否有备妥条件。高开合闸后，按下“复位”按钮，复位故障信息。正常情况下，变频器应显示为备妥。如果故障信息栏无红色报警信息，则输送机系统备妥指示应为绿色。如果没有系统备妥指示，则应对照其前级进行查找。④设定开机频率并开机。频率给定单位为Hz，程序会限制皮带的运行带速范围保持在5～50 Hz。设定好开机频率后按下“启动”按钮，即可开机。

4.2  程序一键启动的运行流程

按下“启动”按钮后，会进行华宁预警和启动辅助设备等，待华宁返回、松闸返回和液压张紧后，启动变频器。

图1  网络拓扑图

5  结束语

该系统可实现一键式启动主运输带式输送机，进而实现了远程操控和保护高压开关柜、变频器和皮带沿线等设备，且组态操作画面使管理工作更加人性化，大大提高了工作人员的工作效率。

参考文献

[1]杨永刚.PLC技术在自动传输系统中的应用[J].机电一体化，2004（05）：72-73.

[2]盛志明.井下带式输送机远程控制系统[J].矿山机械，2008（08）：91-94.

[3]耿文学.可编程控制器原理、使用及应用实例[M].北京：电子工业出版社，1990.

[4]何巨兰.电机与电气控制[M].北京：机械工业出版社，2004.

〔编辑：张思楠〕

Xiaojihan Mine Conveyor Control System

Ge Kai

Abstract： Xiaojihan mines to ControlLogix 5000 series PLC as the control center for mine main conveyor control system， which has a reliable performance， simple operation and easy maintenance features， is ideal for coal mine conveyor equipment .

Key words： PLC programmable controller; conveyor; the main control system; motor