1、江苏建筑职业技术学院- 1 -第 1 章 前言 副井是煤矿生产中的重要环节之一，副井提升系统又是该环节中连通井上下的重要通道。副井操车系统存在问题为副井提升信号及操车系统安装于七十年代，采用老式继电器、接触器、打点按钮，接线复杂，元器件老化，性能降低，故障率高，安全隐患大，影响时间长，不利于维护。井口、井底操车设备推车机、阻车器、摇台及安全门是人工操作，在安全闭锁上不可靠，延长填罐时间。提升信号及操车控制系统，由于使用多年、故障率高，维护困难。因此有必要对其使用可靠性高的PLC进行设计改造。此次设计重点在于阐述副井操车电控系统是如何利用PLC实现操车运行逻辑控制以及和信号系统之间的闭锁控制。1
2、.1 概况副井提升采用多绳摩擦落地式提升机单层双罐（宽、窄罐）提升方式。窄罐用作提人、排矸；宽罐除了窄罐作用外，还负责下大料设备。副井信号操车系统通常包括井口操车系统、井底操车系统和绞车房信号系统。 （附图1 系统概况图）三者之间主要利用PROFIBUS通讯模式通过RS485双绞线进行通讯联系（附图6 副井信号操车系统图） 。井口、井底操车控制系统大体相同，而信号系统既作为绞车信号通讯同时有作为操车控制的闭锁对象来配合操车控制运行。操车系统主要是为了完成人员和设备的出入罐笼而设立的一系列连锁控制。此次设计重点在于论述副井井口操车电控是如何利用PLC实现操车运行逻辑控制以及和信号系统之间的闭锁控
3、制，并以上井口操车控制为例进行论述。1.2 井口操车系统的组成。井口操车控制系统包括：电控操作台、集控液压站、 ，防爆磁力启动器，摇台、安全门、前后阻车器、道岔、复阻、把钩信号、红灯和语音信号等组成。井口操车系统布置如图1-1，江苏建筑职业技术学院- 2 -图 1-1 井口操车系统布置图1.3 操车设备的选择操车设备主要组成包括液压集中动力站、液控摇台、装罐销齿推车机、液控车器、折叠式安全门及液控复阻等。1.3.1 选用操车设备应遵循下述原则1、 要保证停罐平稳，便于各项作业有效地进行。2、 选用的设备安全可靠并便于实现机械化和联动操作或集中操作，尽量减轻体力劳动。3、 要方便上下人员，材料和
4、设备。4、 应尽量减少罐笼进出车的休止时间，提高生产效率。1.3.2 控制的设备的的种类和数量范围（井口与井底控制设备种类及数量相同）江苏建筑职业技术学院- 3 -1、 液动摇台 2 台，带有位置监测，与罐笼到位信号闭锁。2、 安全门 4 扇，带有位置监测，与罐位和提升信号连锁。3、 前阻车器 2 台，带有位置监测，与提升信号连锁。4、 液动销齿推车机，2 台，推车机行程带位置监测，与罐笼到位信号闭锁。5、 推车机速度调节范围，推力可调；且在操作台实现调节。6、 复阻车器 2 台7、 液压站 2 套，1 用 1 备（双电机双泵） 。1.4 机械设备结构原理1.4.1 摇台井口窄罐采用了 CYY
5、6/2 液压配重结构，侧动驱动，液压站必须保证摇台在不工作时始终处于抬起状态，设备须同时具有机械和液压自锁。工作时靠摇台自重复位，摇台采用后置配重结构且配重可调，摇台留有手动操作手把，用作紧急状态下使用。摇台工作时，液压缸缩回，摇臂落下与罐笼搭接，摇尖与罐笼内导轨衬的结构能保证侧向定位可靠。图 1-1.3a井底采用 CYY6/4 液压配重结构，侧动驱动，液压站必须保证摇台在不工作时始终处于抬起状态，设备须同时具有机械和液压自锁。工作时靠摇台自重复位，摇台采用后置配重结构且配重可调，摇台留有手动操作手把，用作紧急状态下使用。摇台工作时，液压缸缩回，摇臂落下与罐笼搭接，摇尖与罐笼内江苏建筑职业技术
6、学院- 4 -导轨衬的结构能保证侧向定位可靠。1.4.2 液压推拉式安全门安全门防止人员或矿车误入危险区，发生坠井事故而设置的一种安全设备，其特点：可靠的防护作用，开启灵活，方便井口.底的各项作业，不妨碍长材料及设备下井。本安全门采用液压马达链式传动（水平方向） ，液压马达速度0.1-0.5m/s 可调.图 1-1.3b 安全门1.4.3 前阻车器采用 ZDY-9 单式液压阻车器，有一对阻爪和弹簧缓冲装置，当车轮撞击阻爪时，阻爪使套在固定轴后部的弹簧压缩，撞击的能量便为弹簧吸收。阻爪的尾部通过连杆和操纵机构连接，液压缸活塞杆的往复运动使两个阻爪同时打开或关闭，关闭时阻车，打开后矿车即可通过。阻
7、车器驱动结构简单，除阻爪外无突出地面的部件，外观平整，利于人员通行。要求阻车器使用液压缸为动力，使用摆动式液压缸，避免阻车器位移时损坏液压缸。江苏建筑职业技术学院- 5 -图 1-1.3c 阻车器1.4.4 后阻车器后阻车器的结构和前阻车器相同，只不过油路连接不同从而和前阻形成一开一闭，作用是防止矿车误动而避免轨道全开的情况出现起到保护操车安全的作用。1.4.5 复阻复阻其实就是将两台前后阻车器距离缩小后放在一起，油路连接方式同前后阻车器一样，一般复阻只有一套设在道岔前面，目的是防止多辆矿车同时进入操车工作区，一次只能通行 1-2 两矿车。1.4.6 道岔（搬道器）道岔是一对活动的轨道，用来变
8、轨操作使用，作用是负责调配车辆通行方向。道岔有许多种，有手动道岔、液动道岔、活动道岔等，活动道岔一般放在出罐侧利用矿车自动变轨进入主道。1.4.7 推车机推车机采用组链式传动。销齿传动属于齿轮传动的一种特殊形式，与一般齿轮江苏建筑职业技术学院- 6 -传动相比，具有结构简单，加工容易，拆修方便，造价低等优点1.5 液压系统1.5.1 概述液压站为安全门、摇台、推车机、阻车器等提供动力，是整套设备唯一的动力源有以下特点：具有调速控制功能，使推车机可以变速运行。可以提供高速大推力和低速小推力的输出。系统按高压设计，但工作在中低压区。为保证系统可靠及维修方便，采用一箱双机集中控制，双泵双电机， 一路
9、 工作 ，一路备用，防过载采用多重保护。为进一步提高系统可靠性，防止泄漏，采用整体集成块技术。管路全部采用高压胶管，更便于安装维修。液压缸采用高可靠性重型液压缸，双端缓冲。1、 液压系统构成及基本原理液压系统主要由液压站、油缸、液压马达及连接它们的高压胶管组成，较详细组成见液压系统原理图。表 1-1.4 液压站参数图江苏建筑职业技术学院- 7 -电磁阀：系统能自行卸荷，当电磁阀前推（后拉）时，顶升油缸活塞杆伸出（缩进） ，从而实现顶升机构的上升（下降） 。溢流阀：用于保护系统压力不致于超载，溢流阀出厂时已调好，不必要时，用户不得随意调整。压力调节：系统工作的最大压力由溢流阀决定，在系统出厂前已
10、由专业人员按系统额定压力调定好，用户使用和维修过程中若需调节，可以先松开溢流阀的调节手柄上的并紧螺帽，旋入调节柄可使系统最大工作压力升高，旋出调节柄可使系统最大工作压力降低。注意：调节压力时不 允许超过“液压系统主 要技术参数表”中相应 的最高压力，并记住在 调节完毕后，将锁紧螺 帽并紧，以免松动。电磁换向阀采用DC24V 直流驱动，线圈 38W、稳定吸和持续电流 1.58A.图 1-1.42 电磁换向阀规格与参数序号 名 称 单位井口+1415 井底+9001 额定压力 MPa 12.52 额 定 流 量 L/min 353 电磁换向阀 DSG-03-3C4-DC24 38W4 电磁溢流阀 DBW-G03-10 DC24 25W功 率 KW 7.55 电机 额定电压 V 3806606 开关 防爆型磁力启动开关7 数 量 台 QBZ-60/380 QBZ-60/6608 型 号 YAZ-1江苏建筑职业技术学院- 8 -图 1-1.41 压系统原理图江苏建筑职业技术学院- 9 -
