PLC在斜巷水平車場減速報警器裝置中的應用

李輝

摘要：皖北煤電集團臥龍湖礦北翼軌道大巷水平車場減速報警裝置由于采用了PLC進行控制，具有運行穩定可靠，靈敏度高的特點，徹底解決了北軌斜巷運輸存在的安全隱患，具有一定借鑒意義。

關鍵詞：臥龍湖礦；減速報警裝置；PLC控制

一、問題提出

臥龍湖礦北翼軌道大巷長1100米，共有7個水平車場（連下口），電控部分采用唐山開誠電器有限公司的變頻絞車實現雙軌提升，但在實際運行中，絞車每次下放為各個水平車場輸送車皮和物料時不能實現自動減速，絞車司機由于無法判斷車輛下行的準確位置，在接近車場時還保持著絞車高速運行狀態（3.88米/秒），極容易造成車輛在車場拐彎處掉道，同時各水平車場信號把鉤人員也由于不能準確判斷車輛的下放位置而及時將氣動保險檔抬起從而造成保險檔與車輛的相撞事故，這就為北軌斜巷運輸安全埋下了事故隱患，經與廠家技術人員聯系也無法解決。

二、解決方案

為徹底解決北軌斜巷運輸安全隱患，經機電技術人員現場觀察和研究，設計出水平車場減速報警裝置。它采用先進的可編程控制器進行邏輯控制，通過傳感器能夠準確探知接近各水平車場的車輛，并能夠及時報警，提示絞車司機減速，信號把鉤人員也可及時將氣動保險檔抬起，確保車輛安全順利通過，從而將事故隱患消滅在萌芽狀態。

（一）設計原理

根據現場實際，該報警裝置設計由1只開關電源，1只三菱PLC，1塊接口電路板，7只減速傳感器，8只防爆電鈴和1只防爆信號指示燈組成。

1.三菱PLC

該PLC型號為FX2N-48MR，供電電壓AC127V，分別有24個輸入輸出端子，其內部共編制了300步控制程序。輸入信號包括：1、取自信號箱的各車場水平信號；2、上提和下放信號；3、各水平車場減速傳感器信號。PLC輸出端采用繼電器輸出，經接口電路控制各水平防爆電鈴及絞車房信號燈以實現減速提示。其控制程序將各類輸入信號進行邏輯判斷和比較，確保能夠實現如下功能：

（1）當車輛經過減速傳感器時，絞車房防爆減速指示燈閃亮，同時車房及各水平車場信號峒室內的防爆電鈴發出3秒報警聲，提示絞車司機減速，信號把鉤工在聽到警鈴聲后也能夠及時將氣動保險檔抬起使車輛順利通過。

（2）車輛只有經過發出信號的車場上方減速傳感器時才會有報警輸出，例如，4水平車場發出下放信號，車輛只有下放到達4車場減速傳感器時警鈴才會報警，而經過1、2、3各水平車場時或在車輛上提時都不會出現誤報警現象。

（3）各傳感器具有故障自檢功能，當某一車場的減速傳感器出現常閉或常開故障時，絞車房電鈴就會發出特定報警聲，提示檢修人員及時維修。

2.接口電路

由于PLC各輸出觸點容量較小，無法直接驅動防爆電鈴和信號燈，所以在PLC輸出端和負荷之間增加了由電阻和三極管組成的接口電路。該接口電路的作用如下：

（1）實現PLC輸出觸點與負荷之間的電氣隔離，即使防爆電鈴出現短路故障也不會損壞到PLC的輸出觸點。

（2）擴展觸點容量。PLC輸出觸點最大容量只有0.5A，不能滿足防爆電鈴的需要（額定工作電流約為1A），通過該接口電路PLC只需提供20mA的輸出電流即可將負荷電流擴展到3A，確保防爆電鈴能夠長期可靠的工作。

3.減速傳感器

減速傳感器實為電感式接近開關，它具有動作可靠，性能穩定，抗干擾能力強，防震防水等特點，當有金屬接近它的感應面時其內部常開觸點就會閉合，為PLC提供輸入信號。傳感器為圓柱體，一般是將其安裝在各水平車場上方20米左右的軌道上，通過在軌道上鉆眼進行固定，本系統共有7個水平車場，共需安裝7只減速傳感器。

4.防爆電鈴和信號燈

防爆電鈴應懸掛在絞車房和各水平信號峒室的合適位置處，保證絞車司機和信號把鉤工能夠清晰聽到警鈴聲。當車輛到達減速位置時，絞車房的減速指示燈閃亮，各警鈴發出3秒鈴聲，絞車開始減速，到達指定位置后信號工發出停車信號，減速指示燈方熄滅。本系統共需安裝8只DC24V的防爆電鈴和1只防爆信號指示燈。

5.開關電源

該開關電源輸出AC127V，輸出DC24V，它具有穩壓范圍寬，輸出電壓穩定可靠，故障率低等特點，最大輸出電流14.5A，完全能夠滿足本裝置的需要，所接5A保險用于防止負荷短路造成電源的損壞。

（二）調試運行

1.嚴格按照電氣原理圖接線，要求各部件安裝穩固可靠，接線工藝合格，輸入輸出走線井然有序。

2.安裝完畢后送電，PLC程序運行，其各輸出端均有2秒輸出，此時如若觀察到防爆電鈴響及減速指示燈閃亮2秒說明接線正常，即可安排電工按照順序從一水平車場到七水平車場進行調試，例如：調試人員到達2水平車場后，操作2水平信號箱發出下放信號，然后用金屬起子在減速傳感器上連續劃動3下（PLC內部設定連續輸入3次信號是為了提高其抗干擾能力），此時絞車房和2車場信號峒室內的減速警鈴就會同時發出3秒報警聲，絞車房的減速指示燈也會發出頻閃信號，按壓停車信號按鈕后絞車房減速指示燈方停止閃爍，說明2水平車場減速報警正常。依次類推，逐一調試完畢后即可正常運行。

三、應用實效

臥龍湖礦北翼軌道大巷水平車場減速報警裝置由于采用了PLC進行控制，具有運行穩定可靠，靈敏度高的特點，徹底解決了北軌斜巷運輸存在的安全隱患，提高了絞車運行安全系數，使北軌斜巷真正實現了安全運輸，從長遠看安全效益不可估量，建議推廣應用。endprint