礦山翻罐信號系統安全聯鎖設計應用

姜海濤，何偉國

浙江漓鐵集團有限公司，浙江 紹興 312041

0 引言

浙江漓鐵集團有限公司原有的翻罐系統在電機車送車進翻罐籠翻車、出車等過程都是操作工用哨子作為信號，采用一聲停，二聲送，三聲拉的方式。在這種操作方式下，電機車駕駛員與翻罐籠操作工很容易誤聽信號而造成事故。在這種情況下，我們參考了本單位的主井絞車提升信號，設計了翻罐籠送車聲光信號。

1 罐籠聲光信號原理

如圖（1）所示，采用中間繼電器、交流接觸器作為電氣控制工具。具體工作原理為：ZK合閘，03和04線得電，接觸器C通過停止按鈕1QA的常閉觸點得電而吸合，同時接觸器主觸頭C1、C2閉合。C1、C2為黃、綠燈信號電源開關，它們閉合后，紅燈3D、1ZSD通過1J常閉觸點而使燈亮。

第一次按按鈕2QA時：2QA的常開觸點閉合，電鈴DL通過2QA得電，電鈴響。這時接觸器ZJ通過2QA得電吸合，ZJ1常開觸點閉合，中間繼電器1J得電吸合，1J1常開觸點閉合，1J自保。此時1J1的常閉觸點斷開，燈3D、1ZSD失電，紅燈不亮。1J2常開觸點閉合，為按鈕2QA的釋放做準備，ZJ1的常閉觸點因ZJ的吸合而斷開。

放開按鈕2QA時：2QA的常開觸點斷開，電鈴不響，接觸器ZJ失電。ZJ1常閉觸點復位，接觸器1C通過ZJ1、1J2得電吸合。接觸器1C1的常開觸點閉合，同時1C自保。這時接觸器1C2的常開觸點閉合，為下一次按2QA做準備。

第二次按按鈕2QA時：電鈴通過2QA得電，電鈴第二次響起。接觸器ZJ通過2QA吸合，ZJ2常開觸點閉合，中間繼電器2J通過ZJ2、1C2、1J1吸合。4D、2ZSD通過3J1常閉觸點使黃燈亮。此時2J1常開觸點閉合自保，2J2常開觸點閉合為放開2QA做準備。

放開按鈕2QA時：2QA的常開觸點斷開，電鈴不響。接觸器ZJ斷電釋放，ZJ2常閉觸點復位，接觸器2C通過2J2、ZJ2得電吸合。此時2C1的常開觸點閉合，2C自保，2C2的常開觸點閉合，為下一次做準備。

第三次按按鈕2QA時：2QA的常開觸點閉合，電鈴通過2QA得電，電鈴第三次響。接觸器ZJ通過2QA得電吸合，ZJ3的常開觸點閉合，中間繼電器3J通過3J3 、2C2得電吸合。3J1的常開觸點閉合，為3J自保。3J1的常閉觸點斷開，黃燈4D、2ZSD失電而不亮。此時綠燈通過3J1得電，5D、3ZSD燈亮。

隨時按停止按鈕1QA：1QA的常閉觸點斷開，接觸器C失電。主觸點C1、C2斷開使05、06號電源線沒有電壓，黃、綠燈及信號電器都失電。1QA常開觸點閉合，電鈴DL通過1QA得電。此時電鈴響，紅燈通過1J1常閉觸點得電，燈亮。

注：3D、4D、5D為操作臺指示燈，1ZSD、2ZSD、3ZSD為紅、黃、綠信號燈。為了使電機車駕駛員更清晰的分辨信號，我們在1＃翻罐籠安裝電笛，2＃翻罐籠安裝電鈴。鈴響一聲紅燈亮（停車信號），鈴響兩聲紅燈滅，黃燈亮（送車信號），三聲鈴響黃燈滅，綠燈亮（拉車信號）。

聲光信號投入使用后，在一定程度上對安全生產起到了保障作用。

2 信號裝置的進一步改進

改造后的信號裝置投入使用后，偶爾還會有事故發生。經技術人員調查后發現：有些夜班駕駛員不知道自己的車在哪支道上，一聽到信號就急于開車，這樣就往往有事故發生。這說明這個方案還有一定的缺陷，還需要逐步完善。

根據以上情況，為確保萬無一失，我們在原來的基礎上對電路進行了改進。我們對1＃和2＃電機車裸電線進行了分斷，即在距離翻罐籠30m處將電機車裸電線斷開，再用絕緣板連接好。電機車裸電線二頭用線引出，旁邊裝一只配電箱，配電箱里裝兩只150A/220V的直流接觸器，兩只降壓電阻（400Ω/250W）作為兩支電機車裸電線的分斷開關。這樣當人為切斷電機車裸電線電源時，不管車在哪條道上，只有經過翻車工送電，車才會動，避免了駕駛員行因信號不明，亂開車，生產安全得到了保障。

圖1

改進后的電路見圖2，電氣工作原理為：電源采用電機車裸電線的電源（直流250V）。當第二次按2QA時，黃燈亮，放開2QA按鈕時，接觸器2C通過2J2的常開觸點閉合，ZJ2常閉觸點復位后得電吸合。2C3的常開觸點閉合，直流接觸器DCJ通過2C3的常開觸點閉合，以及降壓電阻Rf后得電吸合，電機車裸電線有電。按1QA停止按鈕，接觸器C失電，主觸頭C1、C2斷開，05、06線失電。接觸器2C失電，2C3常開觸點復位。直流繼電器DCJ失電，主觸頭斷開，電機車裸電線斷電。從實質上講，翻車工也控制了電機車的運行，操作人員的安全得到了保障。

該電路具有如下特點：1）增加的元件少；2）操作方式不變；

3）改動的工作量小；4）工作可靠性高；5）維修方便。

圖2

為了進一步確保翻礦的安全，我們又在距離翻罐籠較近的兩段電機車裸電線上各設置了兩只光電接近開關（一只為常開接點KA型，一只為常閉接點KB型，接近開關型號為FB80-40 AC 250V），對翻礦信號系統進行第三次改造。改造原理圖和電路圖如下圖3和圖4所示。

圖3

電電氣工作原理為：電機車朝罐籠方向運行時，電機車的集電弓碰到接近開關KB，不影響翻罐，當電機車繼續運行，集電弓碰到接近開關KA時，接觸器4C吸合，翻罐籠不能翻礦。當電機車后退時，集電弓碰到接近開關KB時,接觸器4C釋放，翻罐籠可以正常翻礦。此聯鎖裝置起到了防止翻罐籠誤翻礦車的作用。

圖4

3 結論

本套裝置電路設計簡單，故障率低，通過近段時間的運行，總體效果較為理想，翻罐籠翻礦安全得到了有力保障。隨著電子技術的飛速發展，大量集成電路模塊和PLC控制器得到了很好的應用。

[1]任建軍主編.礦井電氣[M].山東機械工業出版社，2003.

[2]常潤主編.電工手冊[S].北京機械工業出版社，2002.

[3]李敬梅主編.電力控制線路與技能訓練[M].中國勞動社會保障出版社，2001.

[4]張德明主編. 礦山設計手冊[M].中國礦業大學出版社，2006.