一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，卸載系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括輔控PLC，以及分別與輔控PLC連接的上位機和液晶顯示器；所述裝載系統(tǒng)包括裝載PLC，以及分別與裝載PLC連接的第一箕斗裝載到位傳感器、第二箕斗裝載到位傳感器、分煤器左到位傳感器和分煤器右到位傳感器；所述卸載系統(tǒng)包括PLC擴展模塊，以及分別與PLC擴展模塊連接的第一箕斗卸載到位傳感器和第二箕斗卸載到位傳感器；所述PLC擴展模塊和裝載PLC均與輔控PLC連接。本發(fā)明的有益效果在于：對傳統(tǒng)手動裝卸載進行優(yōu)化，使得裝卸載實現(xiàn)全程自動化，極大程度的提升裝卸載速率，提高煤流系統(tǒng)生產(chǎn)效率和安全可靠性。
【專利說明】一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于礦山電器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003]目前煤礦的煤流提升中，主井裝卸載提升是煤流系統(tǒng)的咽喉部位，裝卸載故障，往往會使整個生產(chǎn)系統(tǒng)進入癱瘓，裝卸載的低效，是制約煤礦提升的重要因素，現(xiàn)階段煤礦裝卸載及信號都是手動操作，偶爾存在簡單閉鎖關(guān)系，需要大量人員，工人作業(yè)環(huán)境極度惡劣，容易在粉塵、噪音嚴重的環(huán)境下精神疲勞而導致誤操作現(xiàn)象，并且工人之間素質(zhì)不一，操作存在極大的時間差異，嚴重制約煤流系統(tǒng)提升效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，針對主井井筒長，裝卸載步驟復雜，人員工作環(huán)境惡劣以及易產(chǎn)生誤操作等情況，對傳統(tǒng)手動裝卸載進行優(yōu)化，使得裝卸載實現(xiàn)全程自動化，極大程度的提升裝卸載速率，提高煤流系統(tǒng)生產(chǎn)效率和安全可靠性。
[0005]本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案是:
一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，包括給煤機1，皮帶輸送機2，分煤器3，第一箕斗4，第二箕斗5，主井提升機6和定量斗，給煤機I出料口處設置有皮帶輸送機2，皮帶輸送機2末端下方設置有分煤器3，分煤器3下方設置有定量斗，第一箕斗4和第二箕斗5均通過鋼絲繩與主井提升機6相連接，還包括控制系統(tǒng)，卸載系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括輔控PLC7，以及分別與輔控PLC7連接的上位機8和液晶顯示器9 ;所述裝載系統(tǒng)包括裝載PLC10，以及分別與裝載PLClO連接的第一箕斗裝載到位傳感器12、第二箕斗裝載到位傳感器13、分煤器左到位傳感器14和分煤器右到位傳感器15 ;所述卸載系統(tǒng)包括PLC擴展模塊16，以及分別與PLC擴展模塊16連接的第一箕斗卸載到位傳感器18和第二箕斗卸載到位傳感器19 ;所述PLC擴展模塊16和裝載PLClO均與輔控PLC7連接，輔控PLC7接收來自裝載PLC10、PLC擴展模塊16傳遞過來的數(shù)據(jù)，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進行邏輯分析和判斷。
[0006]所述的定量斗的卸料口處設置有扇形閘門11，扇形閘門11上端設置有定量斗閘門開到位傳感器20，扇形閘門11下端設置有定量斗閘門關(guān)到位傳感器21，定量斗閘門開到位傳感器20和定量斗閘門關(guān)到位傳感器21均與裝載PLClO連接，用于檢測扇形閘門11運行的位置，并觸發(fā)信號。
[0007]所述的定量斗的個數(shù)為兩個，分別是第一定量斗22和第二定量斗23，位于分煤器3下方成對稱結(jié)構(gòu)，第一定量斗22和第二定量斗23下部分別安裝有稱重傳感器A24和稱重傳感器B25，稱重傳感器A24和稱重傳感器B25均與裝載PLClO連接，根據(jù)定量斗內(nèi)容炭量多少發(fā)出4-20mA電流信號。
[0008]所述的裝載PLClO還連接有繼電器控制箱31，給煤機1、皮帶輸送機2、分煤器3、第一定量斗22和第二定量斗23均與繼電器控制箱31相連。
[0009]所述的第一箕斗裝載到位傳感器12和第二箕斗裝載到位傳感器13均安裝在裝載硐室井筒下部，用于檢測第一箕斗4或第二箕斗5運行的位置，并觸發(fā)信號。
[0010]所述的第一箕斗卸載到位傳感器18和第二箕斗卸載到位傳感器19均安裝在裝載硐室井筒上部，用于檢測第一箕斗4或第二箕斗5運行的位置，并觸發(fā)信號。
[0011]所述的給煤機I上方設置有煤倉26，煤倉26內(nèi)設置有煤倉煤位傳感器17，煤倉煤位傳感器17與PLC擴展模塊16連接，用于測定煤倉26的煤位高度。
[0012]所述的輔控PLC7和裝載PLClO均為S7-300可編程控制器。
[0013]所述的PLC擴展模塊16為M153-1模塊。
[0014]所述的輔控PLC7還連接有ABB中壓變頻系統(tǒng)27，ABB中壓變頻系統(tǒng)27的輸出與主井提升機6的交流變頻電機連接，輔控PLC7通過對主井提升機6中受控元件的控制完成主井提升機6的啟動和停止，主井提升機6的加速、減速、爬行和停車的運行過程由ABB中壓變頻系統(tǒng)27自行控制。
[0015]所述的上位機8還連接有操作鍵盤30。
[0016]所述的PLC擴展模塊16還連接有卸載顯示器28，裝載PLClO還連接有裝載顯示器29 ο
[0017]本發(fā)明的工作原理:以第一箕斗為例，自動開始前，第一定量斗和第二定量斗內(nèi)裝滿煤，分煤器打在第二定量斗位置，操作員僅需按如下步驟操作一次即可:選擇給煤機自動，裝載自動，信號自動，并點擊自動開始，PLC程序?qū)⑦M入全程自動化模式。
[0018]定量斗往箕斗內(nèi)裝煤發(fā)點:當?shù)谝换返轿缓?，油泵自動啟動，第一定量斗閘門自動打開，往第一箕斗內(nèi)裝煤完畢，即第一定量斗空載后，閘門自動關(guān)上，自動發(fā)出信號，主井提升機自動運行。
[0019]第一箕斗走勾后給煤機往定量斗內(nèi)裝煤:信號發(fā)出后，分煤器自動打到第一定量斗位置，皮帶輸送機自動開始運行，油泵電機自動停止，給煤機自動開始運行，往第一定量斗內(nèi)裝煤，稱重傳感器A反應滿載后，給煤機自動停止，皮帶輸送機延時停止，自動裝載完畢。
[0020]同理第二箕斗亦是如此循環(huán)，不在重復贅述。
[0021]信號自動原理:裝載自動信號通過DP-Profibus從裝載PLC上傳至輔控PLC，在主控信號程序中，串入“信號自動”和信號點數(shù)，達到信號自動發(fā)送接受功能，當箕斗裝載到位后自動消點為O點。
[0022]絞車自動運行原理:主井提升機的主井絞車采用ABB中壓變頻系統(tǒng)控制，原先設計有手動、半自動、全自動三個運行方式，其自動控制只來自自身檢查完好，接受輔控PLC通過DO發(fā)送過來的信號點數(shù)自動開車運行。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:1、增產(chǎn)效益:經(jīng)我礦主井煤流系統(tǒng)現(xiàn)場長期考察得知，熟練工人和普通工人操作每個循環(huán)差距時間約35秒，而自動化投入使用時，自動化裝卸載比熟練工節(jié)省12秒，自主井裝卸載系統(tǒng)全程自動化運行后統(tǒng)計，自動化運行每小時比人為操作多提1.5-2勾，每日至少多提30勾，即每日增產(chǎn)30Χ8=240Τ，年產(chǎn)340天X 240Τ=81600Τ,做為年產(chǎn)90萬噸的煤礦來說，通過自動化改造后，可額外增產(chǎn)8萬噸，此為增產(chǎn)效益。2、安全效益:裝載站運行時噪聲大，煤塵多，溫度高，人員操作環(huán)境惡劣，設備處于人員操作時，人員上班8小時長期工作，再加上人員素質(zhì)不均，操作時會出現(xiàn)誤操作，誤操作會引起各類問題，嚴重的會產(chǎn)生二次裝載或皮帶淤煤等，處理此類故障需要影響生產(chǎn)很長時間，有的二次裝載甚至出現(xiàn)主井提升機絞車電機反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，人員站橫梁上放箕斗內(nèi)積煤時作業(yè)危險等，非常不利于安全，在自動運行模式編程中，增加了各類閉鎖點，任何一步出現(xiàn)問題，將無法進入下一步操作，進而避免人為誤操作產(chǎn)生的各類問題和生產(chǎn)影響，此為安全效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的主井提升系統(tǒng)圖；
圖2是本發(fā)明的控制結(jié)構(gòu)圖。
[0025]其中，1-給煤機，2-皮帶輸送機，3-分煤器，4~第一箕斗，5-第二箕斗，6-主井提升機，7-輔控上位機，9-液晶顯示器，10-裝載？仏11-扇形閘門，12-第一箕斗裝載到位傳感器，13-第二箕斗裝載到位傳感器，14-分煤器左到位傳感器，15-分煤器右到位傳感器，16~？10擴展模塊，17-煤倉煤位傳感器，18-第一箕斗卸載到位傳感器，19-第二箕斗卸載到位傳感器，20-定量斗閘門開到位傳感器，21-定量斗閘門關(guān)到位傳感器，22-第一定量斗，23-第二定量斗，24-稱重傳感器八，25-稱重傳感器8，26-煤倉，27-^88中壓變頻系統(tǒng)，28-卸載顯示器，29-裝載顯示器，30-鍵盤，31-繼電器控制箱。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的實施例。
[0027]參照圖1-2，本【具體實施方式】所述的一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，包括給煤機1，皮帶輸送機2，分煤器3，第一箕斗4，第二箕斗5，主井提升機6和定量斗，給煤機1出料口處設置有皮帶輸送機2，皮帶輸送機2末端下方設置有分煤器3，分煤器3下方設置有定量斗，第一箕斗4和第二箕斗5均通過鋼絲繩與主井提升機6相連接，還包括控制系統(tǒng)，卸載系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括輔控？仏7，以及分別與輔控？1^7連接的上位機8和液晶顯示器9 ；所述裝載系統(tǒng)包括裝載？1^10，以及分別與裝載？1^10連接的第一箕斗裝載到位傳感器12、第二箕斗裝載到位傳感器13、分煤器左到位傳感器14和分煤器右到位傳感器15 ；所述卸載系統(tǒng)包括？IX擴展模塊16，以及分別與？仏擴展模塊16連接的第一箕斗卸載到位傳感器18和第二箕斗卸載到位傳感器19 ；所述？仏擴展模塊16和裝載？仏10均與輔控？1^7連接，輔控？1^7接收來自裝載？1^10、？10擴展模塊16傳遞過來的數(shù)據(jù)，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進行邏輯分析和判斷。
[0028]所述的定量斗的卸料口處設置有扇形閘門11，扇形閘門11上端設置有定量斗閘門開到位傳感器20，扇形閘門11下端設置有定量斗閘門關(guān)到位傳感器21，定量斗閘門開到位傳感器20和定量斗閘門關(guān)到位傳感器21均與裝載？1X10連接，用于檢測扇形閘門11運行的位置，并觸發(fā)信號。
[0029]所述的定量斗的個數(shù)為兩個，分別是第一定量斗22和第二定量斗23，位于分煤器3下方成對稱結(jié)構(gòu)，第一定量斗22和第二定量斗23下部分別安裝有稱重傳感器八24和稱重傳感器825，稱重傳感器八24和稱重傳感器825均與裝載？1^10連接，根據(jù)定量斗內(nèi)容炭量多少發(fā)出4-20—電流信號。
[0030]所述的裝載？1X10還連接有繼電器控制箱31，給煤機1、皮帶輸送機2、分煤器3、第一定量斗22和第二定量斗23均與繼電器控制箱31相連。
[0031]所述的第一箕斗裝載到位傳感器12和第二箕斗裝載到位傳感器13均安裝在裝載硐室井筒下部，用于檢測第一箕斗4或第二箕斗5運行的位置，并觸發(fā)信號。
[0032]所述的第一箕斗卸載到位傳感器18和第二箕斗卸載到位傳感器19均安裝在裝載硐室井筒上部，用于檢測第一箕斗4或第二箕斗5運行的位置，并觸發(fā)信號。
[0033]所述的給煤機1上方設置有煤倉26，煤倉26內(nèi)設置有煤倉煤位傳感器17，煤倉煤位傳感器17與？仏擴展模塊16連接，用于測定煤倉26的煤位高度。
[0034]所述的輔控？1^7和裝載？1^10均為37-300可編程控制器。
[0035]所述的擴展模塊16為頂153-1模塊。
[0036]所述的輔控？1^7還連接有八88中壓變頻系統(tǒng)27，八88中壓變頻系統(tǒng)27的輸出與主井提升機6的交流變頻電機連接，輔控？1X7通過對主井提升機6中受控元件的控制完成主井提升機6的啟動和停止，主井提升機6的加速、減速、爬行和停車的運行過程由八88中壓變頻系統(tǒng)27自行控制。
[0037]所述的上位機8還連接有操作鍵盤30。
[0038]所述的擴展模塊16還連接有卸載顯示器28，裝載？1^10還連接有裝載顯示器29 0
[0039]本【具體實施方式】的工作原理:以第一箕斗為例，自動開始前，第一定量斗和第二定量斗內(nèi)裝滿煤，分煤器打在第二定量斗位置，操作員僅需按如下步驟操作一次即可:選擇給煤機自動，裝載自動，信號自動，并點擊自動開始，程序?qū)⑦M入全程自動化模式。
[0040]定量斗往箕斗內(nèi)裝煤發(fā)點:當?shù)谝换返轿缓?，油泵自動啟動，第一定量斗閘門自動打開，往第一箕斗內(nèi)裝煤完畢，即第一定量斗空載后，閘門自動關(guān)上，自動發(fā)出信號，主井提升機自動運行。
[0041]第一箕斗走勾后給煤機往定量斗內(nèi)裝煤:信號發(fā)出后，分煤器自動打到第一定量斗位置，皮帶輸送機自動開始運行，油泵電機自動停止，給煤機自動開始運行，往第一定量斗內(nèi)裝煤，稱重傳感器八反應滿載后，給煤機自動停止，皮帶輸送機延時停止，自動裝載完畢。
[0042]同理第二箕斗亦是如此循環(huán)，不在重復贅述。
[0043]信號自動原理:裝載自動信號通過0？-？1~0？讓118從裝載？IX上傳至輔控？IX，在主控信號程序中，串入“信號自動”和信號點數(shù)，達到信號自動發(fā)送接受功能，當箕斗裝載到位后自動消點為0點。
[0044]絞車自動運行原理:主井提升機的主井絞車采用八88中壓變頻系統(tǒng)控制，原先設計有手動、半自動、全自動三個運行方式，其自動控制只來自自身檢查完好，接受輔控通過00發(fā)送過來的信號點數(shù)自動開車運行。
[0045]本【具體實施方式】的有益效果在于:1、增產(chǎn)效益:經(jīng)我礦主井煤流系統(tǒng)現(xiàn)場長期考察得知，熟練工人和普通工人操作每個循環(huán)差距時間約35秒，而自動化投入使用時，自動化裝卸載比熟練工節(jié)省12秒，自主井裝卸載系統(tǒng)全程自動化運行后統(tǒng)計，自動化運行每小時比人為操作多提1.5-2勾，每日至少多提30勾，即每日增產(chǎn)30X8=2401，年產(chǎn)340天X 2401=816001,做為年產(chǎn)90萬噸的煤礦來說，通過自動化改造后，可額外增產(chǎn)8萬噸，此為增產(chǎn)效益。2、安全效益:裝載站運行時噪聲大，煤塵多，溫度高，人員操作環(huán)境惡劣，設備處于人員操作時，人員上班8小時長期工作，再加上人員素質(zhì)不均，操作時會出現(xiàn)誤操作，誤操作會引起各類問題，嚴重的會產(chǎn)生二次裝載或皮帶淤煤等，處理此類故障需要影響生產(chǎn)很長時間，有的二次裝載甚至出現(xiàn)主井提升機絞車電機反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，人員站橫梁上放箕斗內(nèi)積煤時作業(yè)危險等，非常不利于安全，在自動運行模式編程中，增加了各類閉鎖點，任何一步出現(xiàn)問題，將無法進入下一步操作，進而避免人為誤操作產(chǎn)生的各類問題和生產(chǎn)影響，此為安全效益。
[0046]本發(fā)明的具體實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的限制，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及變化，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，包括給煤機(I )，皮帶輸送機(2)，分煤器(3)，第一箕斗(4)，第二箕斗(5)，主井提升機(6)和定量斗，給煤機(I)出料口處設置有皮帶輸送機(2)，皮帶輸送機(2)末端下方設置有分煤器(3)，分煤器(3)下方設置有定量斗，第一箕斗(4)和第二箕斗(5)均通過鋼絲繩與主井提升機(6)相連接，其特征在于:還包括控制系統(tǒng)，卸載系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括輔控PLC (7)，以及分別與輔控PLC (7)連接的上位機(8)和液晶顯示器(9);所述裝載系統(tǒng)包括裝載PLC (10)，以及分別與裝載PLC(10)連接的第一箕斗裝載到位傳感器(12)、第二箕斗裝載到位傳感器(13)、分煤器左到位傳感器(14)和分煤器右到位傳感器(15);所述卸載系統(tǒng)包括PLC擴展模塊(16)，以及分別與PLC擴展模塊(16)連接的第一箕斗卸載到位傳感器(18)和第二箕斗卸載到位傳感器(19);所述PLC擴展模塊(16)和裝載PLC(10)均與輔控PLC (7)連接，輔控PLC (7)接收來自裝載PLC (10)、PLC擴展模塊(16)傳遞過來的數(shù)據(jù)，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進行邏輯分析和判斷。
2.如權(quán)利要求1所述的一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的定量斗的卸料口處設置有扇形閘門(11)，扇形閘門(11)上端設置有定量斗閘門開到位傳感器(20)，扇形閘門(11)下端設置有定量斗閘門關(guān)到位傳感器(21)，定量斗閘門開到位傳感器(20)和定量斗閘門關(guān)到位傳感器(21)均與裝載PLC (10)連接，用于檢測扇形閘門(11)運行的位置，并觸發(fā)信號。
3.如權(quán)利要求2所述的一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的定量斗的個數(shù)為兩個，分別是第一定量斗(22)和第二定量斗(23)，位于分煤器(3)下方成對稱結(jié)構(gòu)，第一定量斗(22 )和第二定量斗(23 )下部分別安裝有稱重傳感器A (24)和稱重傳感器B (25)，稱重傳感器A (24)和稱重傳感器B (25)均與裝載PLC (10)連接，根據(jù)定量斗內(nèi)容炭量多少發(fā)出4-20mA電流信號。
4.如權(quán)利要求3所述的一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的裝載PLC (10 )還連接有繼電器控制箱(31)，給煤機(I)、皮帶輸送機(2 )、分煤器(3 )、第一定量斗(22)和第二定量斗(23)均與繼電器控制箱(31)相連。
5.如權(quán)利要求1所述的一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一箕斗裝載到位傳感器(12)和第二箕斗裝載到位傳感器(13)均安裝在裝載硐室井筒下部，用于檢測第一箕斗(4)或第二箕斗(5)運行的位置，并觸發(fā)信號，所述第一箕斗卸載到位傳感器(18)和第二箕斗卸載到位傳感器(19)均安裝在裝載硐室井筒上部，用于檢測第一箕斗(4)或第二箕斗(5)運行的位置，并觸發(fā)信號。
6.如權(quán)利要求1所述的一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的輔控PLC (7)還連接有ABB中壓變頻系統(tǒng)(27)，ABB中壓變頻系統(tǒng)(27)的輸出與主井提升機(6)的交流變頻電機連接，輔控PLC (7)通過對主井提升機(6)中受控元件的控制完成主井提升機(6)的啟動和停止，主井提升機(6)的加速、減速、爬行和停車的運行過程由ABB中壓變頻系統(tǒng)(27)自行控制。
7.如權(quán)利要求1所述的一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的給煤機(I)上方設置有煤倉(26)，煤倉(26)內(nèi)設置有煤倉煤位傳感器(17)，煤倉煤位傳感器(17)與PLC擴展模塊(16)連接，用于測定煤倉(26)的煤位高度。
8.如權(quán)利要求1所述的一種主井煤流系統(tǒng)全程自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的PLC擴展模塊(16)還連接有卸載顯示器(28)，裝載PLC (10)還連接有裝載顯示器(29)。
【文檔編號】B66B17/28GK104481584SQ201410711296
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】黃鶴靈, 李平洋, 張現(xiàn)偉, 劉勇, 賈國飛, 高峰, 蔣立憲, 吳德金, 李振武, 楊忠義, 王緒奎, 程洪明, 張興濤, 楊旭, 翟永濤, 張新良 申請人:濟寧礦業(yè)集團有限公司霄云煤礦