PLC在斜巷水平车场减速报警器装置中的应用

李辉

摘要：皖北煤电集团卧龙湖矿北翼轨道大巷水平车场减速报警装置由于采用了PLC进行控制，具有运行稳定可靠，灵敏度高的特点，彻底解决了北轨斜巷运输存在的安全隐患，具有一定借鉴意义。

关键词：卧龙湖矿；减速报警装置；PLC控制

一、问题提出

卧龙湖矿北翼轨道大巷长1100米，共有7个水平车场（连下口），电控部分采用唐山开诚电器有限公司的变频绞车实现双轨提升，但在实际运行中，绞车每次下放为各个水平车场输送车皮和物料时不能实现自动减速，绞车司机由于无法判断车辆下行的准确位置，在接近车场时还保持着绞车高速运行状态（3.88米/秒），极容易造成车辆在车场拐弯处掉道，同时各水平车场信号把钩人员也由于不能准确判断车辆的下放位置而及时将气动保险档抬起从而造成保险档与车辆的相撞事故，这就为北轨斜巷运输安全埋下了事故隐患，经与厂家技术人员联系也无法解决。

二、解决方案

为彻底解决北轨斜巷运输安全隐患，经机电技术人员现场观察和研究，设计出水平车场减速报警装置。它采用先进的可编程控制器进行逻辑控制，通过传感器能够准确探知接近各水平车场的车辆，并能够及时报警，提示绞车司机减速，信号把钩人员也可及时将气动保险档抬起，确保车辆安全顺利通过，从而将事故隐患消灭在萌芽状态。

（一）设计原理

根据现场实际，该报警装置设计由1只开关电源，1只三菱PLC，1块接口电路板，7只减速传感器，8只防爆电铃和1只防爆信号指示灯组成。

1.三菱PLC

该PLC型号为FX2N-48MR，供电电压AC127V，分别有24个输入输出端子，其内部共编制了300步控制程序。输入信号包括：1、取自信号箱的各车场水平信号；2、上提和下放信号；3、各水平车场减速传感器信号。PLC输出端采用继电器输出，经接口电路控制各水平防爆电铃及绞车房信号灯以实现减速提示。其控制程序将各类输入信号进行逻辑判断和比较，确保能够实现如下功能：

（1）当车辆经过减速传感器时，绞车房防爆减速指示灯闪亮，同时车房及各水平车场信号峒室内的防爆电铃发出3秒报警声，提示绞车司机减速，信号把钩工在听到警铃声后也能够及时将气动保险档抬起使车辆顺利通过。

（2）车辆只有经过发出信号的车场上方减速传感器时才会有报警输出，例如，4水平车场发出下放信号，车辆只有下放到达4车场减速传感器时警铃才会报警，而经过1、2、3各水平车场时或在车辆上提时都不会出现误报警现象。

（3）各传感器具有故障自检功能，当某一车场的减速传感器出现常闭或常开故障时，绞车房电铃就会发出特定报警声，提示检修人员及时维修。

2.接口电路

由于PLC各输出触点容量较小，无法直接驱动防爆电铃和信号灯，所以在PLC输出端和负荷之间增加了由电阻和三极管组成的接口电路。该接口电路的作用如下：

（1）实现PLC输出触点与负荷之间的电气隔离，即使防爆电铃出现短路故障也不会损坏到PLC的输出触点。

（2）扩展触点容量。PLC输出触点最大容量只有0.5A，不能满足防爆电铃的需要（额定工作电流约为1A），通过该接口电路PLC只需提供20mA的输出电流即可将负荷电流扩展到3A，确保防爆电铃能够长期可靠的工作。

3.减速传感器

减速传感器实为电感式接近开关，它具有动作可靠，性能稳定，抗干扰能力强，防震防水等特点，当有金属接近它的感应面时其内部常开触点就会闭合，为PLC提供输入信号。传感器为圆柱体，一般是将其安装在各水平车场上方20米左右的轨道上，通过在轨道上钻眼进行固定，本系统共有7个水平车场，共需安装7只减速传感器。

4.防爆电铃和信号灯

防爆电铃应悬挂在绞车房和各水平信号峒室的合适位置处，保证绞车司机和信号把钩工能够清晰听到警铃声。当车辆到达减速位置时，绞车房的减速指示灯闪亮，各警铃发出3秒铃声，绞车开始减速，到达指定位置后信号工发出停车信号，减速指示灯方熄灭。本系统共需安装8只DC24V的防爆电铃和1只防爆信号指示灯。

5.开关电源

该开关电源输出AC127V，输出DC24V，它具有稳压范围宽，输出电压稳定可靠，故障率低等特点，最大输出电流14.5A，完全能够满足本装置的需要，所接5A保险用于防止负荷短路造成电源的损坏。

（二）调试运行

1.严格按照电气原理图接线，要求各部件安装稳固可靠，接线工艺合格，输入输出走线井然有序。

2.安装完毕后送电，PLC程序运行，其各输出端均有2秒输出，此时如若观察到防爆电铃响及减速指示灯闪亮2秒说明接线正常，即可安排电工按照顺序从一水平车场到七水平车场进行调试，例如：调试人员到达2水平车场后，操作2水平信号箱发出下放信号，然后用金属起子在减速传感器上连续划动3下（PLC內部设定连续输入3次信号是为了提高其抗干扰能力），此时绞车房和2车场信号峒室内的减速警铃就会同时发出3秒报警声，绞车房的减速指示灯也会发出频闪信号，按压停车信号按钮后绞车房减速指示灯方停止闪烁，说明2水平车场减速报警正常。依次类推，逐一调试完毕后即可正常运行。

三、应用实效

卧龙湖矿北翼轨道大巷水平车场减速报警装置由于采用了PLC进行控制，具有运行稳定可靠，灵敏度高的特点，彻底解决了北轨斜巷运输存在的安全隐患，提高了绞车运行安全系数，使北轨斜巷真正实现了安全运输，从长远看安全效益不可估量，建议推广应用。endprint