煤矿井下电机车的PLC信号控制及辅助软件系统.pdf

第2 5 卷第6 期 总第 1 1 8 期 机 械 管 理 开 发 MECHANI CAL MANAGEMENT AND 2 0 1 0 年 1 2月 De c ． 2 01 O 煤矿井下电机车的P L C信号控制及辅助软件系统 郝 文清 ， 白宏峰 f 潞安集团股份公 司 机 电处 ， 山西长治0 4 6 2 0 4 【 摘要】 随着矿井生产规模的扩大， 井下辅助运输的数字化、 信息化、 便捷化势在必行 ； 特别是井下电机车P L C 信 号控制系统及辅助软件的开发成功， 可以有效避免井下电机车运输事故的发生， 提高运输效率， 保证井下电机车运 行 的通 畅 、 平稳 、 安 全 。 【 关键词】 电机车； P L C ； 信号控制； 辅助软件 【 中图分类号】 T D 6 4 【 文献标识码】 A 【 文章编号】 1 0 0 3 7 7 3 X 2 0 1 0 0 6 0 0 9 9 0 2 0引 言 电机车是煤矿井下平巷运输大巷 中的主要运输工 具之一。近几年， 随着矿井生产规模的扩大， 大巷运输 量也增加。为 了充分发挥井下轨道运输能力 ， 保证 电 机车安全运行 ， 电机车的信号控制及辅助软件系统 ， 需 要迫切地完善解决。 潞安矿 区井下电机车的轨道运输系统在技术改造 中， 采用 P L C编程控制器 、 机车定位发射接收装置等来 控制和检测道岔状态 、 信号灯状态、 机车位置 ， 是通过 矿井环 网在地面调度室对上述信息进行实时跟踪 、 显 示 ， 有效地实现了对机车进路区间的 自动开放 、 自动闭 锁 ， 保证了井下电机车的安全运行。 1 井下电机车的P L C信号控制系统 1 ． 1 现 状 2 0世纪末 ， 我国煤矿井下轨道运输信号 系统 ， 多 数采用安全型继 电器联锁控制实现 ， 设计时需绘制大 量电气原理图和接线 图， 设计工作量较大 ， 控制系统修 改困难⋯ ， 并且由于系统受到继电器本身功能的限制 ， 部分后续扩展性功能无法实现。近几年 ， 电机车运输 信号系统的控制联锁方式趋 向多样化 ， 除继 电器联锁 控制方式外 ， 采用微机联锁控制 、 P L C 可编程序控制器 联锁控制 、 P L D可编程逻辑器件联锁控制等方式逐渐 成为发展趋势。这样 ， 不仅使系统具有运行稳定 、 连接 方便 、 抗干扰性强 、 系统易于扩展等特点 ； 而且还可减 轻劳动强度 ， 降低能源消耗 ， 提高运输效率 ， 保证井下 电机车的运输安全。 1 ． 2 井下电机车的P L C控制系统硬件及工作原理 系统硬件总框架 ， 见图 1 。当电机车运行到某一 区域时， 机车信号发射机将机车 自身编码发送出去， 机 车定位传感器接受到这一信号后 ， 通过 R S 一 4 8 5 串行通 讯协议完成机车所在 区域段信 号的采集 ， 并将信号送 至分站微处理器 。分站主控机主要完成机车等数据 信号的采集和道岔位置的采集， 并将机车具体位置在 显示屏中显示出来 ， 经过分析处理 ， 然后将各个分站来 的数据汇总做最终的分析与处理。上位机将处理后的 结果 即系统各个分站处的信号与道岔的状态 通过系 统总线再传送到各个分站 ， 各个分站将各 自的信号检 出后， 从各个控制端把各个控制信号发送到各个控制 设备 ， 完成系统的控制功能 。 h 面显示屏 l P L C I} J L H 调度室显示局 1 卜 ＼ 网 络 数 据 总 线 w - 摄 像 各控 制 分站 _ _ 4 分站主控机 头 采 集 数 据 l l I I l上I 道 自 发 机 红 语 道 射 车 绿 { 岔 岔 动 接 日 司 供 收 传 信 报 司 控 电 装 感 号 警 摔 器 置 器 灯 器 器 图 1系统 硬 件 总 框 图 在没有其它机车的情况下 ， 机车上的控制信号显 示为红色信号 ， 即禁止其它机车通过 。当其它机车到 达某机车控制信号机时， 机车信号接收机采集到机车 到达信号 ， 经微处理器处理后 ， 送至上位机 ， 经上位机 处理后再发回控制信号 ， 若发 回红色控制信号 ， 则机车 不能通过 ， 继续等待 ， 直至发 回允许通行信号 ， 即机车 控制信号机显示绿色信号时 ， 机车才能通过。 2 电机车轨道运输系统的辅助软件 电机车信 号控制及供 电系统辅助软件 ， 由北京龙 软科技有限公司开发 ， 系统编程采用基于 n s 平 台的 ～ 编程软件 。 可编程序控制 器控制程序采用模块化结构设计 ； 根据轨道运输信号 系统控制功能的不同 ， 将程序分为八个模块分别编程 和调试 ； 最后进行综 合调试 ， 控制程序流程 ， 见 图。 主要有 调度仿真盘状态监测程序 ， 用来监测模拟 盘上机车行驶 区段光带显示状态 ， 为调度员提供井下 机车实 时行驶位置 。 气 动道岔控制及状态监控程 收稿 日期 一一 作者简介 郝文清 一 ， 男， 山西襄垣人， 工程师， 学士， 从事煤矿机电技术管理工作。 99 第2 5 卷第6 期 总第1 1 8 期 机 械 管 理 开 发 2 0 l 0 年 l 2月 序 ， 监 测控 制 区域 内 气动道岔 当前位置状 态 和执行情 况 ， 为保 证道 岔正 常工作 ， 在 程序 中设置有动作反 应监 测功 能 ， 若 道岔 发生故 障 ， 自动发 出 声光报警。3 进路监 测控 制程序 ， 专 门对 系 统 进 路 监 测 与 监 控 ， 并对敌对进路的 信号实行闭锁 ； 4 机 车 闯红灯 报警程 序 ， 是 由机车 当前位置与 所 占进路 闭锁状 态 、 图2电机车控制系统程序流程 图 进路信号灯状态进行逻辑判断识别 ， 发现闯红灯机车 立即进行声光报警 ， 并对有关进路及时进行闭锁 ， 防止 机车碰头 、 侧撞 、 追尾事故的发生。 3 井下电机车的控制系统功能 1 具有机车信号发射接收机闭锁控制 、 特殊 区段 电气信号闭锁控制、 司控道岔闭锁控制功能。2 能实 时显示监测井下大巷电机车运行 区段 ， 位置 ， 机车车 号 ， 运行方 向， 信号灯状态 ， 道岔状态和区段闭锁状况 等。3 实现系统机车实时在线 自动监测 ， 故障 自动诊 断、 存储 、 上传 、 报警及完善的保护功能。4 如果现场 照明条件充足， 可以增加数个摄像仪， 分别安装在人行 车场的各个地点 ， 用来监视机车运行 和人员情况。5 辅助软件系统可用梯形图语言或指令编程 ， 可实现多 窗 口、 多工程、 多任务运行 ， 还可发挥剪切板的功能 ， 方 便地实现程序 的剪切 、 复制 、 粘贴等编程功能。6 控 制程序中多处设置“ 看门狗” 定时器， 增强了程序的自 诊断能力 ， 提高了系统程序的可靠性和抗干扰性。 4 井下电机车控制系统的应用前景 1 电机车控制系统工作稳定 、 操作和维护简单 ， 硬件布线简单 、 扩展性强 ， 监测 、 控制手段先进 ， 保护功 能齐全 ， 易于实现煤矿网络化控制和管理 ， 提高了井下 车场电机车通过能力 ， 保证 了井下 电机车安全运行。 2 电机 车控制 系统综合运用 了网络技术 、 计算 机技 术 ， 配备了专业应用软件 ， 充分发挥了P L C 远程智能化 控制优点 ， 辅助软件具有人工／ 自动调度指挥功能、 机 车闯红灯报警功能、 道岔故障自检测功能 、 仿真盘显示 自检功能 ， 大大增强了系统工作的可靠性， 提高了系统 的抗干扰能力。3 电机车控制系统具有安全 、 灵活 、 机动 、 自动等特点 ， 可以节省大量的电能 ， 有效地降低 了井下电机车追尾碰撞事故 ， 增强 了井下辅助运输的 安全系数 ， 保证了人员和国家财产的安全 ， 提高了煤矿 的生产效率 ， 经济效益和社会效益也非常明显， 具有很 大的推广应用价值。 参考 文献 f 1 】 陈健杰． 直流架线分区自动供电及电气信号闭锁P L C 控制 系统f J 1 ． 煤矿机电， 2 0 0 5 1 2 1 2 2 ． 【 2 】 王杰 煤矿平巷运输信号系统探讨[ J 】 ． 机械自动化， 2 0 0 7 5 4 5 4 8 ． f 3 1 宋伯生 可编程控制器装置配置、 编程 、 联网【 J 1 _ 机械 自动 化 ， 2 0 0 3 3 5 6 5 8 ． P LC S i g n a l Co n t r o l a n d Ai d e d S o f t n a r e S y s t e m o f M i n e r s El e c t r i c Lo c o mo t i v e s HAO W e n-q i ng ， BAI H o ng - f e ng L u a n G r o u p c o n ． ， L t d ， c h a n g z h i 0 4 6 2 0 4 ， C h i n a [ A b s t r a c t ] Wi t h t h e s c a l e e n l a r g e me n t o f t h e m i n e p r o d u c t i o n ， C o a l m i n e o f a u x i l i a r y t r a n s p o r t a t i o n i s c o n v e n i e n t ， d i g i t a l a n d i n f o r m a t i o n ， e s p e c i a l l y t h e mi n i n g e l e c t ri c l o c o mo t i v e P I C t o c o n t r o l s y s t e m a n d a u x i l i a r y a p p l i c a t i o n s o f t wa r e d e v e l o p me n t ， c a n e f f e c t i v e l y a v o i d mi n i n g e l e c t r i c l o c o mo t i v e t r a n s p o r t a t i o n a c c i d e n t s a n d i mp r o v e t r a n s p o r t a t i o n e ffic i e n c y a n d g u a r a n t e e t h e mi n i n g e l e c t r i c l o c o mo t i v e r u n n i n g s mo o t h ， s t a b l e a n d s a f e ． [ K e y w o r d s ] E l e c t r i c l o c o m o t i v e ； P L C ； S i g n a l c o n t r o l ； A u x i l i a r y s o f t w a r e 上接 第9 8 页 Appl i c a t i o n o f La s e r Al i g n m e nt i n M a c hi ne Ov e r ha ul SHI Xi a o -do ng H e a r y V a r v e l C o mp a r n y ， T a i y u a n H e a r y M a c h i n e r y G r o u p C o ． ， h d ， T a i y u a n 0 3 0 0 2 4 ， C h i n a [ A b s t r a c t ] T h e p a p e r e l a b o r a t e s t h e a p p l i c a t i o n o f l a s e r i n a l i a n me n t o f h e a d s t o r k a n d g u i d e r a i l i n c u t t i n g m a c h i n e o v e r h a u l Ke y wo r d s j L a s e r ； L a s e r t a r g e t ； A l i g n m e n t ； A c c u r a t e 1 0 0