摘要：提升机作为矿井生产的重要提升工具，担负着矿井原煤、物料、矸石的打运和人员的上下井的任务，是井上和井下的联系纽带，本文针对易出故障的部位和快速发现和排除故障等方面，对主提升的控制系统进行了一些改进，为主提升系统安全高效运行奠定了基础。
关键词：提升机 电控系统 PLC 信号系统 改造
Abstract: the production of mine hoist as an important tool to ascend, for the mine coal gangue, materials, the play luck and personnel and the task of the well, is the ties and underground inoue, in this paper the fail to place and quickly found and remove the faults of the control system of ascension some improvements, give priority to improve the system security efficient operation to lay the foundation.
Keywords: hoist electric control system PLC signal system reform
中图分类号： P54 文献标识码：B
前言：提升机作为矿井生产的重要提升工具，担负着矿井原煤、物料、矸石的打运和人员的上下井的任务，是井上和井下的联系纽带，2010年，西风井出水，西风井井筒封闭，矸石井改为中央风井，这对我矿的系统能力和安全都带来极大的困难，为保障矿井原煤生产、岩巷进尺和保接替任务的完成，矿对系统进行了调整，主井担负起了原煤提升、部分矸石提升和应急交窑的任务，副井担负起了原来由矸石井、副井两井完成的物料、车皮打运和矸石提升任务。为保证任务顺利完成，减少事故影响，保证绞车的安全高效运行，为此，针对易出故障的部位和快速发现和排除故障等方面，对主提升的控制系统进行了一些改进，为主提升系统安全高效运行奠定了基础。为全年杜绝重大机电事故和影响生产任务的事故，顺利完成全年生产任务，打下了坚实的根基。
一、PLC程序修改
提升绞车属于矿井的大型设备，其设备结构复杂，运行次数多。每天的运行次数达五六百勾。现代绞车的电控系统更是机电一体化的产物，往往由大型PLC和数百个外围设备组成。任何一处出现故障都有可能造成绞车紧停事故。为了快速的排除故障。找到事故的原因，绞车的电控系统往往配有上位机。对绞车的运行状态进行监视。故障发生时，也可以利用上位机的软件进行故障原因查找。同时可以调取绞车紧停时的位置，电流，速度等重要参数。便于分析绞车当时的状态，排除故障十分方便。但是一旦上位机出现问题，不能在线监视时，问题就会变得很麻烦。因为通常PLC的软件设计时不会考虑到对这些变量的保持。而是交给上位机来完成。所以上位机出现故障不能运行后想知道绞车当时的状态就只有在PLC的软件里想办法，重新设计一段新的程序来完成这个任务。为了能够及时了解绞车的状态和参数。我班技术人员在绞车的PLC程序中设计增加了一段程序，可以完成记录重要数据的任务，同时可以利用STEP-7程序的变量表功能在计算机屏幕上方便的显示出来。如图1所示：
由于潘三矿绞车属于全自动运行，所以程序设计只针对自动运行方式。程序中的MD516为绞车速度，只有在运行速度大于0.5米秒时，如果安全回路跳闸，则上升沿检测 标志位M63.0被触发。PLC 将绞车在跳闸瞬间的速度值MD516赋值给MD622，深度值MD750赋值给MD630，电流值MD222赋值给MD634，并且被保存下来。直到下一次安全回路动作，上述数据将被刷新。将MD622,MD630,MD634三个参数填入变量表，打开变量表的在线监视功能。即可随时观察到上述数据(如图2)。绞车出现故障时，通过变量表可以知道绞车在跳闸时的状态，极大的方便了检修工作。
二、信号系统改造
作为提升机辅助系统的信号系统，是安全提升的一个重要安全环节，井口闭锁是信号系统的组成部分，现在集团公司的安全管理二十条红线已经将井口闭锁失效列为其中的一条，也就是说信号系统是安全提升中一个必不可少的安全环节。
我矿的信号系统是唐山开诚电器有限公司产品，采用的PLC是三菱公司的FX2N系列的可编程控制器，系统组成是：下井口信号柜、上井口信号柜、车房信号柜，工作原理是：下井口将下井口闭锁信号收集齐全后，方能发送信号，发送的信号经过信号电缆传送给上井口，上井口必须接到下井口发送的信号后，并将上井口闭锁信号收集齐全，方能发送信号，发送的信号经过信号电缆传送给车房。经过多年的使用，我们发现，这种信号系统，它的快上、快下、慢上、慢下四个信号，就是对应信号电缆的四根芯线变成高电位，可是一旦井筒信号电缆出现问题，特别是电缆内部出现漏电，即使井下口井口闭锁没要完成、操作人员没有发送走勾信号，但只要对应信号电缆的四根芯线有一个出现高电位，就会在井上口操作台，看到井下口已经发送了走勾信号，同样如果井上口与车房的信号电缆出现问题，即使上下口都没有打点，井口闭锁没有完成，但车房却得到走勾信号，提升机就具备了走勾条件。这是非常危险的!针对这种情况，我们对这套信号系统进行了认真的研究，并查阅了三菱PLC的相关资料，对这套系统进行了改造。改造后的系统不但消除了上述的安全隐患，而且还增加了一套采用RS-485通讯打点的信号系统，使系统的安全性、可靠性都得到很大增强，并且通讯打点的信号系统只需要的电缆只要1根四芯电缆就可以满足要求，而原先的信号电缆至少也要40根芯线，所以说改造后的设备，在设备的维护和系统的实用性都有很大改善，特别是系统的安全性得到很大提高。
改造方法如下：
1、首先用一个选择开关，将信号系统设置为通讯打点、硬件打点(原打点信号)、通讯打点+硬件打点(联合打点)，三种打点方式。
2、编写程序，由于篇幅过大，现在只对其中的一个信号进行说明，其余的相类似。先将井下口、井上口、车房组成一个N:N简单通讯网络，分别为2号站、1号站、和0号站，这样2站的M1128-M1191、1号站的M1064-M1127、0号站的M1000-M1027,也就是每个站有64个中间标志位可以在系统中自由传输，每个站都可以看见。用车房的信号2(快上)举例说明。
通过图3和图4的对比，可以看到，图4的X007和X010就是用选择开关设置的，可以选择通讯打点和硬件打点，如果两个都不选择，X007和X010处于断开状态，就是用通讯+硬件联合打点方式，这样图4中的X000(井上口用信号电缆传来的信号2(快上信号))和M1128(井下口用通讯传来的信号2(快上信号))、M1080(井上口用通讯传来的信号2(快上信号))必须闭合，车房的Y000信号2(快上信号)才能得电，提升机才能解锁，具备了走勾条件。
3、由于M1128(井下口用通讯传来的信号2(快上信号))、M1080(井上口用通讯传来的信号2(快上信号))采用的是一只通讯协议传递过来的，不会因为电缆的短路或断路发送误动作，所以说在安全上绝对可以保证，当硬件打点或通讯打点任意一个发送故障，我们可以转换到没有故障的一种打点方式上，仍然可以保障提升机的顺利运行。
信号系统改造后，经过较长时间的运行，效果非常理想，并且经过模拟试验，证明即使出现电缆故障也不会有误发信号的故障。此次信号系统的改造，消除了设备的安全隐患，提高了提升系统的安全性能，并且在未增加设备的情况下多出一套信号通道，为提升系统的安全、快速运行打下了基础。
4、2010年付井信号系统出现了一次在提人运行时提升种类信号突然消失的情况，造成提升绞车不能加速，绞车只能以0.3米/秒的速度运行，这不但影响提升效率，而且还威胁到乘罐人员的和设备的安全运行，针对这种情况，矿、区领导组织技术人员对故障的原因进行分析研究，发现信号系统的PLC程序设计有漏洞，针对此设计缺陷，我们对程序进行了重新编写。编写后的程序经过几个月的运行，效果非常理想，此次PLC程序的重新编写解决了信号系统的设计缺陷，为主提系统的安全运行消除了隐患
由图5、图6可以看出，新程序增加一段TI的延时程序和一个Y007(信号发出)的节点，T1延时程序的作用：保证选择提升方式的间隔必须大于一秒，避免频繁转换出现误动作，Y007的作用是：提升种类的选择必须是在未发走勾信号之前，一旦走勾信号发出就不能选择提升种类，并且在绞车电控系统中增加一个信号锁存记忆，下一个提升种类不发来，上一个就不会消失。这就可以保证在绞车运行期间即使误操作或提升种类选择按钮出现故障，也不会影响提升机的安全运行。
新程序解决信号系统PLC程序的设计缺陷，也解决了提升绞车安全运行隐患，确保提升系统安全运行。
通过以上改进排除了提升系统的部分安全隐患，并能够对提升系统出现的故障进行快速的判断和处理，大大减小影响时间，确保主提升系统的安全高效运行，确保了矿井各项提升任务的完成。
