基于PLC控制的五米外候罐装置研究应用

霍世伟 刘鹏南 代淑正 李晓东

【摘 要】近年来，可编程序控制器从其产生到现在，实现了从接线逻辑到存储逻辑的飞跃，功能由弱到强，实现了从逻辑控制到数字控制的进步，在半导体技术、计算机控制技术和通信技术高速发展的今天，PLC在模拟量的处理，数字运算，人机接口和网络等各方面的能力都已大幅度提高，成为工业控制领域的主流控制设备并且应用的越来越广泛，在各行各业发挥着越来越大的作用。本文从基于PLC控制实现五米外候罐装置进行研究应用。

【关键词】PLC控制；五米外候罐装置

现有五米外候罐警示装置使用光束投射装置在距离井口五米位置投射一条光束并显示五米外候罐警示。在距离井口五米位置投射一条光束并显示五米外候罐警示，仅能作为一种视觉提醒作用；未能实现罐位检测，即使罐笼不在本中段时，人员亦可进入五米以内，而无报警提示作用。未能实现检测人员上罐人数，无法对超载进行监控。基于PLC控制的五米外候罐装置研究应用，通过在每个中段的罐笼井口设置两套红外对射装置，利用红外对射的原理，实现对乘罐人员方向检测，且实现对罐笼内乘罐人员的数量控制，对进出罐笼人数统计，解决罐笼超员问题，设置的报警控制单元以及显示屏有效提高了警示功能，保证乘罐人员的警惕性，安全意识大大提高，而且该装置结构简单，成本低，实用性强。

1.结构示意图如下图所示

基于PLC控制的五米外候罐装置，包括井下中段的罐笼井口（9）及其内部设置的罐笼（10），其特征在于：距罐笼井口（9）直线距离5米处设置有两套红外对射装置，每套红外对射装置包括相互正对的红外对射发射器（4）和红外对射接收器（5），红外对射发射器（4）和红外对射接收器（5）分别固定在一对固定立柱（3）上，固定立柱（3）设置在罐笼井口（9）前端两侧，两套红外对射装置将罐笼井口（9）前端的区域依次分隔为警示区域（2）和候罐区域（1），警示区域（2）内设置有显示屏（6），显示屏（6）设置在罐笼井口（9）的一侧，候罐区域（1）内设置有报警控制单元，报警控制单元是由PLC控制器（7）和蜂鸣器（8）组成，PLC控制器（7）和蜂鸣器（8）电连接，PLC控制器（7）与红外对射发射器（4）、红外对射接收器（5）电连接，PLC控制器（7）与显示屏（6）电连接，PLC控制器（7）与罐笼（10）电连接。

2.工作原理

人员在矿井井下乘坐罐笼10时，首先需要进入到候罐区域1 内进行等待，当罐笼10不处于罐笼井口9处时（罐笼10在罐笼井筒内移动运行过程或不在本中段区域内时），PLC控制器7控制显示屏6显示“请在五米外候罐”，即人员要保持在候罐区域1内进行等候；

当罐笼10运行到罐笼井口9的位置时，罐笼10会通过其自身的位置传感器将信号传递给PLC控制器7，PLC控制器7控制蜂鸣器8发出语音提示，当乘罐人员从候罐区域1进入到警示区域2时，两套红外对设装置会检测到“1、2”信号，当乘罐人员从警示区域2进入到候罐区域1时，两套红外对设装置会检测到“2、1”信号，这样在乘罐人员在进出警示区域2时两个不同的信号传递给PLC控制器7实现人员数量的控制，实现方向检测，实现人数统计（由候罐区域1到警示区域2人数加1，由警示区域2到候罐区域1人数减1），这样就能实现对罐笼10内乘罐人员的数量控制，当乘罐人员达到PLC控制器7设定的数值时，PLC控制器7控制蜂鸣器8进行提醒警告，防止候罐区域1的乘罐人员越过红外对射装置进入到警示区域2，实现对上罐人数统计，解决罐笼超员问题，而且还实现了对人员位置检测，方向检测、人数统计，安全性大大提高，解决了乘罐人数不稳定使罐笼能发挥最大效率。

3.结语

基于PLC控制的五米外候罐装置投入运行后，将大大提高人员进出罐笼的安全性，做到本质安全。

参考文献：

[1]李言武。可编程控制技术，北京邮电大学出版社，2015年

[2]廖常初。S7-200PLC编程及应用第2版，机械工业出版社，2016年

[3]刘敏 钟苏丽。可编程控制器技术项目化教程第2版，机械工业出版社，2013年

[4]Step7 MicroWIN编程手册

（作者单位：呼倫贝尔山金矿业有限公司）