全自动猴车设计与应用Word文档格式.docx
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目前由于煤矿机电工在PLC知识方面相对缺乏,设备故障必需依赖厂家维修,这样即增加维修成本又影响了安全生产,本人为了解决这一难题,以设计全自动猴车为契机,促进PLC知识在煤矿的普及、学习,更好的为现代化煤矿发展提供良好服务。
二、项目背景
本人现工作在一个已经生产服务三十多年的老矿井——淮北矿业石台煤矿,该矿井服务年限已长,已向三水平延伸,猴车、人力资源都相应随着增加。
其次由于斜巷猴车比较长,乘座人员或乘座时间无法确定,特别是夏天雾气大,不能确定有没有乘坐人员,猴车还要必须长时间运行,这样既浪费电力资源又造成机器磨损,机电事故容易发生,从而增加了维修成本。
三、项目设计过程及主要内容
针对以上情况本人积极主动地学习相关知识、积极到兄弟矿进行调研,本人深受启发下决心把这项工作做好,不断钻研相关教材内容,结合《煤矿安全规程》,选用《三菱编程手册》、《三菱PLC培训讲义》、《PLC编程指南》、《煤矿电工手册》等书籍。
认真学习东南大学远程教育的《可编程控制器教学》,细致学习《三菱编程软件GX应用》,提高了自己业务技术水平,为设计全自动猴车打下了坚实的基础。
本人经过一次又一次设计编写软件程序,在电脑中模拟与井下试验相结合,在软件与硬件相互结合测试中,收集了大量的测试数据,逐步完善软件程序,经过多次失败后,最终成功设计出全自动猴车的程序,在三一猴车上成功运行。
主要硬件如下:
主控器采用三菱FX2N-48MT型PLC可编程控制器,外接红外光电传感器XL-E3F-DS70,上下口、每个阶段各两个(上行传感器、下行传感器)如图1,人到达相应位置后自动停车,并且保护齐全。
原理如下:
有人从门传感器经过时通过人体感应控制猴车延时启动,并且发出启动信号,如果没有人乘坐猴车一分钟后自动停车,如果乘坐猴车,人经过斜巷光电传感器时会发出相应的命令使猴车继续运行,例如:
有人从上口门光电传感器通过时猴车延时5秒后启动,如果没有乘座猴车1分钟自动停车,如果乘座人员经过光电传感器1时猴车会继续运行,乘座人员到达二阶段下车,不经过光电传感器2会自动停车,如果经过光电传感器2猴车会自动运行到达相应的位置。
从下口上人或者从各个阶段上下人都是如此自动执行。
图中只画出三个腰巷,如果有多个腰巷也是自动执行。
主要功能如下:
无人值守功能:
通过光电传感器检测,实现有人自动开车,无人自动停车。
人员从门传感器经过时发出启动信号,并延时5秒钟后猴车自动启动,人员到达相应位置后自动停车,如果乘坐人员多以最后一个经过传感器的人到位为准。
从各个阶段上下人时也会自动起动,人到上下口或者到腰巷后自动停车。
各种故障保护功能齐全:
电机保护、越欠速、机头机尾越位,乘人沿线有拉停开关,脱绳、松绳等故障保护。
如有上述情况猴车会自动停车。
电机保护:
如遇开关出现断相等故障时,及时断开电源以保护电机的功能。
机头机尾越位保护:
防止乘座人员座到机头或机尾的大绳轮时不能及时下车,防止乘座人员座回头。
拉停开关保护:
乘人沿线装有拉停开关,如遇特殊情况时拉一下拉停开关能及时停车。
脱绳、松绳保护:
沿线装有脱绳保护开关,如遇大绳掉道及时停止猴车,并且把大绳掉道的具体位置编号显示在上口的显示屏上,如果钢丝绳松到一定的程度也能及时停车。
机头、机尾越位保护启动后如还有人员没有到位经过8秒钟自动复位再经过4秒钟会自动启动,最后一个人员到位后自动停车。
故障代码显示功能:
由于全自动猴车沿途传感器比较多,拉线急停8个、脱索传感器8个、光电传感器13个、越位传感器2个,这样在维修方面就会造成一定的困难,为了解决此问题,在编写程序时下了大量的功夫编写此功能的程序,实际应用得出该功能给维修带来了很大的方便。
例如:
猴车大绳在某处脱索猴车立即停车,左边脱索灯显示,右边显示相应猴车横梁数字代码,这样维修者直接到相应的横梁拿道,拉线急停也是如此,在什么地方拉停在屏幕上面都能显示相应的位置代码,13个光电传感器如有损坏也能显示相应的数字代码,这样不要一个一个的检查,直接到相应的位置更换就行,机头、机尾越位也显示相应的数字代码,是机头越位还是机尾越位一目了然,具了解在我们集团公司有这样功能的猴车尚属先例。
节约资源:
猴车能实现有人开车、无人停车,自动开启,节约资源又减少机电事故,节约维修成本,提高了猴车运行效率,保证了猴车的运输安全。
有三档功能开关:
检修、手动和自动。
检修档用来检修维修猴车操作用;
手动档用来手动启动和停止操作;
自动档可实现全自动功能,有人开车、无人停车。
四、项目效益分析
项目实施后经过多次实验效果很理想,经过在猴车PLC程序中统计,可节约66%以上电能源。
如图2、图3所示(图2图3是从三一猴车安装20天后PLC内导出的实际数据的截图)。
截图说明:
(图2为猴车运行时间为20天零7小时,图3为猴车实际运行的时间为119小时零12分钟),每天猴车运行时间为6小时左右。
现我矿现有猴车二部,功率共计82KW。
二部猴车每天耗电1968KW·
h(度),项目实施后一天可节约电能1298KW·
h(度),一年可节能474100万KW·
h(度),年节约维修费用近20万元(包括钢丝绳、绳轮、皮轮、轴承等),具有可观的经济效益。
无人值守功能可节省人力资源的投入,如果按每班一人、每人月
工资2000元计算、二部猴车一年可节省近21万余元,如果每部猴车按包位4人计算一年节约近20万元,两部猴车每年共计节约80余万元,如果在全集团公司推广使用,每矿按两部猴车计算,每年可节约
近1500万元。
并且投资少见效快,节约了能源降低了维修成本,减轻了劳动强度,保证了运输安全。
下图为
1猴车PLC接线图:
五、项目研究单位(负责人、联系人、联系电话)
项目研究单位:
石台矿运输区
项目负责人:
张长香
项目联系人:
杜强
联系电话:
4934366
图2猴车运行天数
图3实际运行时间(小时)