无定重主井提升称重系统的研究

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1、无定重主井提升称重系统的研究【摘要】针对当前矿井装载提升屮存在的突出问题，本文介绍了一种新型提升机液压定重装载控制系统。【关键词】称重系统；无定重；装载提升1装载控制系统目前的装载控制系统是在人工手动方式下运行，操作误差大，易发生超重和重装事故。随着矿井机械化水平的不断提高，手动操作己经远远不能满足矿井的提升要求，主井装载系统成为制约矿井生产的关键环节。1.1利用可编程控制器（PLC）实现系统的自动控制本系统采用小型PLC作为系统的运算控制核心，并采取了若干特殊的集成方法和信号测量方式。在系统硕件运行的过程中，充分发挥了PLC的运算控制能力，并对端口实施了改造，实现较为复杂的控制功能，如

2、显示A/D转换的控制等，从而减少了外围电路，提高了整个系统的可靠度和经济性。1.2系统控制参数通过流程分析，可以总结出装载控制系统需要用到的控制参数。（1）左右箕斗的井下到位开关量（2个），用于判断箕斗是否井下到位；（2）给煤机的开关量（2个），启动或关闭给煤机；（3）左右挡板到位开关量（2个），控制给煤机的给煤流向;（4）左右称重斗的模拟重量信号（2个）；（5）左右称重斗的扇形门开关量（2个），用来开启或关闭扇形门；（6）扇形门到位开关量（2个），用来判断扇形门是否关闭；（7）井口煤仓仓满信号（2个）。1.3装载提升流程各环节的控制策略整个装载提升流程，可分为称重、装载、提升和卸载四个

3、环节。称重与称重过程相关的设备有给煤机、挡板和称重斗。称重的条件可归纳为：称重斗为空，对应的扇形门关闭，两箕斗不到位，挡板到位。称重时，控制系统根据称重斗的重量信号判断它是否已装到额定重量，满足条件时关闭给煤机开关。1.4箕斗装载与装载过程相关的设备有称重斗、扇形门和箕斗。装载控制需要用到的控制参数有：（1）箕斗井下到位开关量（1个）；（2）给煤机的开关量（2个）；（3）扇形门开关量（1个）；（4）称重斗的模拟重量信号（1个）。装载的条件可归纳为：给煤机关闭，称重斗已装好煤，对应的箕斗为空并且到位。控制系统在打开扇形门向箕斗装煤时，应根据称重斗的重量信号判断称重斗是否卸完，一旦卸完便关闭

4、扇形门。对称重斗是否卸完煤的判断方法，采用的是残余煤重量加卸煤时间控制法，即在限定时间内，若残煤小于指定重量，便可停止装载，若超过限定时间，即使残煤不满足要求，仍停止装载。1.5提升信号控制在箕斗装载完毕后，控制系统发出提升信号，提升机根据在提升信号的指示下，将重箕斗提升至井口，同时实现空斗的下放。提升信号的发送条件是装载完毕，扇形门关闭。若出现以下三种情况，控制系统应禁止发出提升信号：（1）正进行装载；（2）箕斗严重超重（超过额定值的20%）；（3）井口煤仓已满。若出现后两种情况，控制系统应及时发出报警信号，在故障排除后才能人工解除报警，实现提升信号的发送。1.6卸载箕斗到达井口后，自

5、动打开卸煤闸门，将其屮的煤卸入井口煤仓。利用箕斗的井下到位开关，控制系统即可判知另一箕斗是否卸载。2定重装载控制系统的实现本系统的井下部分从硬软件角度，可分为压力发生器和压力变送器，可编程控制器端口分配及英软件的编写，转换电路板几个部分。1.1压力发生器和压力变送器的使用压力发生器和压力变送器作为系统的传感部分，完成了称重斗重量信号的发生和变送功能。压力变送器位于井底爾室，爾室内较好的环境保证了压力变送器的可靠工作。在使用时，首先应确定空斗重量和额定煤重及其对应的A/D值,并将它们保存在PLC指定的存储单元里。2.2可编程序功能设计为了保证控制系统的可靠性，系统设置了手动热备分。正常情况

6、下，系统工作在自动状态，当当装载系统不能满足自动工作条件时（如到位开关失灵、传感器工作不正常等），可把系统切换到手动工作状态。设置手动/自动切换开关，利用它来选择控制系统的工作状态。（1）定重设定，系统利用定重设定功能用來确定称重斗的额定装载重山为此，设置了设定开关用I设定电位器，两者配合实现定重设定功能0（2）给煤机设定，为了调整给煤速度，设置了给煤机设定键，用它选定给煤机台数。（3）显示功能设置超重、称重斗严重超重和提升机严重超重指示灯,以及井口左右仓满信号，用以显示装载提升故障。（4）防止重装，当某称重斗已向对应的提升斗装煤后，只有该提升斗到达井口后，下次到达井底后才能允许卸煤。3

7、典型问题的分析解决2.1重装问题为了避免重装事故的发生，应设置左右箕斗卸煤标志位。只有在标志位为0时，才能进行装载操作。在初始开车的时刻，初始化标志位为1,只有在左右斗均到达井口一次，即空行一次以后，才可使两箕斗标志位置Oo3.2标度变换问题PLC得到的重量信号是一个8位二进制数，必须将其转换为称重斗中的实际煤重，这就存在标度变换的问题。满量程所对应的二进制数(HOOAF)小于HOOFF,这是由于变送器的初始电流(4mA)造成的。在