河南省是一個資源大省，平頂山市的煤炭資源尤為豐富，改造傳統煤炭工業(yè)，改變煤炭工業(yè)形象，提高企業(yè)現代管理水平，提高煤礦安全，從而能在市場競爭中處于優(yōu)勢地位。計算機控制技術和網絡技術在煤炭行業(yè)的應用，改變了煤炭行業(yè)的技術和產業(yè)結構，提高了煤炭的產量和煤炭生產的安全性，提高了企業(yè)的自動化和管理水平。

副井提升信號系統是副井提升電控系統的重要組成部分，該系統性能的好壞將直接影響到副井提升機的安全運行。隨著計算機技術和電子元器件的發(fā)展，產生了一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置——可編程邏輯控制器。它采用可以編制程序的存儲器，用來存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。由于PLC及其有關的外圍設備易于與工業(yè)控制系統形成一個整體、擴展其功能，已成為當今應用場合最為廣泛的工業(yè)控制裝置，成為機電控制不可缺少的核心控制部件，隨著工業(yè)生產自動化程度要求的不斷提高，更加可靠的可編程控制器（PLC）已應用到煤炭行業(yè)的各個系統中。本文提出了一種以PLC為核心的礦井副井提升信號系統的設計方案。

1 總體設計

以PLC為核心的礦井副并提升信號系統設計框圖如圖1所示。本系統主要由PLC控制器、信號輸入、信號輸出、井口信號箱、井底信號箱、絞車房信號箱、保護系統等幾部分組成。

PLC控制器是整個系統的核心部分。具有功能變化靈活、編程簡單，自動檢測故障點，噪音低，可靠性高，抗干擾能力強，硬件配套齊全，功能完善，適用性強，系統的設計、安裝、調試工作量小，維護方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點。

信號輸入主要包含提升機去向、提升機位置、功能信號等部分。其中提升機信號包括提礦、提物、提人、上行、下行等信號。

信號輸出主要包含下行音響、顯示信號，上行音響、顯示信號，提物、提礦、提人計數信號和電視顯示器信號等。

井口信號箱主要包括各種提升信號的漢字顯示及聲音提示，各種信號的按鈕檢測。完成對本水平各種信號的閉鎖功能及對井下信號的閉鎖功能，同時完成向絞車房發(fā)送相應的信號。

井底信號箱主要包括各種提升信號的漢字顯示及聲音提示，各種信號的按鈕檢測。完成向井口發(fā)相應的信號，同時完成對本水平各種信號的閉鎖功能。

絞車房信號箱主要完成井口、井底提升信號的數字和漢字顯示及聲音提示，前一次或前幾次信號的存儲記憶和顯示。完成急停信號對安全回路的閉鎖，換程信號的發(fā)出，停車信號的閉鎖等功能。

保護系統主要包含故障信號預報、事故停車信號、緊急停車信號等。當提升機控制系統發(fā)生故障時由保護系統發(fā)送信號到，然后由PLC控制器發(fā)出信號到絞車房，并進行相應的操作，對煤礦的安全起到很重要的作用。

2 系統分析

2．1 系統功能

設計出的以PLC為核心的礦井副井提升信號系統可以實現以下功能：1）提升信號有數字顯示功能；2）提升指令有漢字顯示功能；3）急停報警功能和急停擴展功能；4）井上下信號必須一致方可開車；5）井下信號只能通過井上信號才能傳至絞車房，不能直接傳至絞車房；6）事故點個停車點，均由井上、下直接傳至絞車房，停止絞車運行；7）實現方向閉鎖功能；8）實現快慢連鎖功能。

2．2 系統工作原理

該系統的工作原理圖如圖2所示，其打點信號的分配見表1。

系統的工作過程如下：

提升機到位后，井口電磁傳感器通過信號輸入向PLC控制器傳送1個到位信號。經PLC控制器處理后向絞車房發(fā)出操作指令，信號工此時可進行操車作業(yè)，打開安全門，落下搖臺，開啟阻車器。發(fā)信號順序：下井口→上井口→絞車房。提升機裝載完畢后，解除井口所有閉鎖：關閉安全門，抬起搖臺，關閉前阻車器。

1）提升機快上

下井口先打點2次，經PLC控制器的作用后輸出，X1動作2次，移位寄存器左移2位，內部繼電器R20接通，X1觸發(fā)“Y8”2次，在下井口顯示器上顯示本次信號點數“2”，上井口、下井口電鈴同時打鈴2次；上井口接到打點信號后，開始打點。上井口打點器X3打點“2”，左移指令也向左移2位，Y0接通，電機做“正上”快速運動；同時，由于Y0互鎖，電路Y7接通，紅色指示燈亮。

上井口打點時，Y4、Y5、Y6繼電器接通，下井口、上井口、提升機房電鈴晌，響鈴次數與打點數相同，此時Y9接通，觸發(fā)上井口顯示電路顯示“2”；當達到井面時，停車開關地X4打點寄存器復位，線圈失電，提升機停車、顯示器復位。

2）提升機快下

下井口先打點3次，經PLC控制器的作用后，移位寄存器移位至R2，R0～R2接通，R1、R20失電，R21帶電，其相應的觸點動作閉合，上井口、下井口電鈴響，下井顯示“3”。上井聽到指示后開始打點，過程與上相同，提升機開動。

3）提升機慢上

即正方向開慢車，下井打點“4”為慢車，經PLC控制器處理后在顯示器顯示為“4”，通過R4的互鎖作用，使其余繼電器不工作，通過ZJ3所接外部觸點來轉換電路工作。

4）提升機慢下

即反方向開慢車，下井打點“4”為慢車，經PLC控制器處理后在顯示器顯示為“4”。通過R4的互鎖作用，使其余繼電器不工作，通過ZJ3所接外部觸點來轉換電路工作。

3 結束語

該系統設計出之后，已經在平頂山市部分煤礦初步試用，試用以來，系統運行正常，性能穩(wěn)定，信號發(fā)送準確，顯示屏顯示可靠，有力地保障了提升安全的可靠性，為煤礦安全生產奠定了堅實的基礎。