PLC控制自动风门的设计郑运廷,王广云(平顶山工业职业技术学院,河南平顶山467000)摘要:介绍了煤矿井下风门的应用现状,PLC控制自动风门的结构组成、工作原理、液压系统和电气控制系统,重点论述了可编程控制器控制程序的设计,给出了相应程序的梯形图和外部接线形式。关键词:中图号:PLC;电气控制;TD726自动风门文献标识码:A1前言煤矿井下风门对于通风安全和生产运输系统都是至关重要的环节,长期以来主要是采用人工启闭的普通风门,由于大巷多处在高风压区,加上大巷需要矿车通行,风门面积大,造成开门阻力大,甚至单人通过时力量太小无法打开。在大门上设置一个小门,行人通过时只打开小门可缓解上述问题,但会增加漏风量。另外,对于井下生产运输系统,人工启闭风门费时费力,耽误时间,影响运输效率。近年来,煤矿生产、设计、科研单位对此进行了一些探索,尤其随着煤矿生产自动化程度的提高,井下信息系统的完善,煤矿井下风门自动化显得更为重要。因此,设计了以电液推杆为驱动装置的自动风门。2结构组成图1为风门在巷道内布置的俯视图,该风门有门体、平行四边形连杆机构、电液推杆、红外检测开关、行程开关等部分组成,门体固定在巷道两帮的砌墙上,门体上部的平行四边形连杆机构使左右门扇联动,虚线对应风门打开时的位置。正常情况下,无车辆或行人,红外检测开关SQ1、SQ3发射装置发出的红外信号直接照射在红外接收装置上,风门处于关闭状态,各部分不动作。当车辆或行人接近风门时,红外检测开关发射装置发出的红外信号被阻挡、红外接收装置发出开门信号,即SQ1或SQ3动作,控制电液推杆缩回,门扇1顺时针转动打开,门扇2靠平行四边形连杆机构与门扇1连动,也顺时针转动打开。为了保证安全,在车辆或行人通过时,2扇风门不能关闭,靠SQ1、SQ2、SQ3三组红外检测装置实现,只要有任何一组发出信号,都控制电液推杆保持缩回,并且,当车辆和行人通过后,SQ1、SQ2SQ3三力,可以选择尺寸重量较小的电液推杆,使整套装置结构紧凑,便于安装,节约能源。图1结构示意图Fig11Structurediagram1.左门扇2.右门扇3.连杆机构4.电液推杆3液压系统自动风门液压系统如图2所示。在控制信号作用下,泵站启动,电磁铁YA2通电,活塞缩回,风门开启,当风门完全打开时活塞缩回到位,压下行程开关SQ4,电磁铁YA2断电,电磁阀恢复中位,风门保持在打开位置。直到3组红外检测装置SQ1、SQ2、SQ3都无信号发出的情况下,并延时设定时间后,电磁铁YA1通电,活塞伸出,风门关闭,当风门关闭到图2液压系统图Fig12Hydraulicsystemdiagram4PLC控制系统的设计根据风门动作顺序要求,并保证车辆或行人通过时风门畅通,而且前后2道风门应可靠互锁,不能同时打开,以避免风流短路,因此,用一台PLC控制2005年第10期PLC控制自动风门的设计———郑运廷,等·103·2道风门的自动开关,每道风门处安装红绿指示灯2盏,分别表示禁止通行,可以通行。要求控制器输入信号10点,输出信号10点,PLC选用日本三菱公司的F1-30MR。(1)PLC外部接线图及IΠO元件分配表PLC外部接线如图3,IΠO元件分配见表1,表中SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5为第1道风门的输入信号,SQ6、SQ7、SQ8、SQ9、SQ10为第2道风门的输入信号,(2)PLC程序梯形图按照对风门动作的要求和前述的各种连锁关系,可编程控制器的程序梯形图如图4。图4梯形图Fig14Echelondiagram5结语该自动风门系统每道风门处的两扇门采用连杆机构联动,实现反向开启,使2扇门承受的风压作用相平衡,利于简化机构和节能;2道风门由同一台可编程控制器控制,互锁可靠,不会造成风流短路;采用可编程序控制器,编程简单,使用灵活、通用性强,而且可编程序控制器面向工业生产现场,在产品设计时就采用了屏蔽、隔离、滤波、联锁等安全防护措施,有效地抑制了外部干扰,防止误动作可靠性高、环境适应性强。图3外部接线图Fig13Outerwiringdiagram表1IΠO元件分配表元件I号定义元件O号定义开信号保持开信号开到位关到位开信号保持开信号开到位关到位通行禁行泵1启动关门开门通行禁行泵2启动关门开门SQ1X000HL1Y030SQ2X001HL2Y031齐占庆.机床电器控制技术M.北京:机械工业出版社,1999.陈绍华.机械设备电气控制M.广州:华南理工大学出版社,2002.闫希合.程控自动压力平衡风门的研制及应用J.煤...