立井施工中，凿井绞车被广泛使用着。过去凿井绞车多采用继电器控制方式，线路繁多，互锁、闭锁接线复杂，设备运行过于依赖操作人员，对于误操作，缺乏必要的保护，同时也给设备维护带来了很多不便；老式的凸轮控制器切电阻调速，能耗过高，已不适用于现代矿建。变频器驱动交流异步电机控制技术已经成熟，其经济节能、平滑调速已被广泛认可；PLC控制更是发展迅速，通讯可靠，线路简单，尤其适用于矿山多台凿井绞车集中控制。

1 工程概况

凿井绞车集中控制系统以华冶科工集团有限公司思山岭铁矿副井工程凿井绞车为控制对象，主要控制10台吊盘凿井绞车(45 kW电机)、4台整体模板凿井绞车(45 kW电机)、2台中心回转式抓岩机凿井绞车(45 kW电机)、2台风筒凿井绞车(75 kW电机)、2台压气和供水管凿井绞车(75 kW电机)、1台排水管凿井绞车(90 kW电机)及1台安全梯凿井绞车(37 kW电机)。系统要求实现多台凿井绞车随意组合、同步联动[1-2]，单台凿井绞车独立运行，具备远控、近控功能。在运行期间，PLC实时监控电机运行频率、电流等参数，一旦出现故障，立即停机；变频器可储存10条近期故障代码，供查询。

2 系统功能要求

(1)10台吊盘凿井绞车可同步运行，也可单独运行，可以任意组合；同步运行时，要求吊盘倾斜角度不超过15°。

1.1.2 父本来源。父本由皖芝2164 Co60辐射诱变系选，单秆型，一般株高160 cm。叶绿色，白花，一叶三蒴，蒴果四棱，单株蒴果数82.5个。始蒴部位较低，中长果型，结蒴较密，每蒴粒数60.8粒左右，千粒重3.02 g，种皮白色。耐旱性较强，抗枯萎病。正常夏播全生育期90 d左右。2013年参加安徽省区试，平均产量为1 479.0 kg/hm2，比豫芝4号增产0.68%。2014年通过安徽省鉴定。

(2)4台模板凿井绞车可同步运行，也可单独运行，可以任意组合。

第二,生态保护和环境治理部门职责交叉,整合体制机制难度较大。国家正在进行环境管理体制机制的改革与整合,但由于多年以来中国实行的是部门管理制,部门之间利益藩篱,生态环境保护与监督分散在多个部门,交叉重叠,责权利一时难以厘清,而部门之间的协调与整合也不可能一蹴而就,体制不顺直接阻碍了生态文明建设的进程。

(4)2台风筒凿井绞车可同步运行，也可单独运行。

(10)每台凿井绞车从电气上，分为快、慢速2挡可调。

(6)凿井绞车启动时，滚筒紧急抱闸和电机工作抱闸联锁。

(7)具有正反向控制功能。

(9)每台电机有缺相、过载、过流等保护功能。

(8)每台凿井绞车都能够集中控制(远控)，也能在凿井绞车旁控制(近控)，并互锁。

提高幼儿园管理水平。对幼儿园从审批行为、教师行为、保教行为、收费行为、安全行为、监管行为六个方面从严予以规范。同时，制定幼儿园教师全员培训计划，加强幼儿教师师德和专业素养培训，尤其加大对民办幼儿园、农村幼儿园教师的培训及转岗到幼儿园的中小学教师培训，整体提升幼儿教师队伍专业能力。

(5)2台压气和供水管凿井绞车可同步运行，也可单独运行。

(11)PLC模拟量模块实时监视点击运行频率，并与变频器给定频率相比对；必要时，停机报警，并在人机界面上予以显示。

寿险行业从目前来看竞争非常激烈，很多寿险公司为了能争取到大量客户，常常延缓缴纳应收保费，这给公司带来了各种负担，从长远角度分析，并不利于公司各项业务的长久、稳定发展。另外，寿险公司资金使用不合理，在一定程度上将会影响公司偿还债务能力，造成资金周转上的负担。特别是应收保费回收效果不理想等情况发生，就会造成公司出现过多坏账，最终导致整个现金流量减少。

3 系统总体构成

思山岭铁矿副井(深度1 500 m)工程凿井绞车集中控制系统，包括人机界面触摸屏、以PLC为核心的控制系统、从站变频器驱动部分，如图1所示。系统通过中央集中控制操作台主控。该操作台由触摸屏MT4620-TE进行操作、显示，可以查看凿井绞车的状态、故障、报警记录；带集成DP口的S7-300的CPU317-2DP作为主站，发送各种控制指令，通过PROFIBUS-DP总线，传送到从站。每台凿井绞车控制柜采用siemens公司生产的分布式I/O模块ET200-M作为从站，接收来自操作台主站CPU指令，驱动、控制变频起动柜起动、运行，同时将凿井绞车各种运行、故障信息传送到主站。主站、从站采用PROFIBUS-DP总线通讯，布线简单。

  

图1 凿井绞车集中控制系统总体构成

4 系统硬件设计

4.1 人机界面

人机界面是集中操作的主要部件，所有操作按钮、转换开关均布置在触摸屏上；集控时，所有操作均由触摸屏完成，使用量大。思山岭铁矿副井工程使用的凿井绞车众多，要求屏幕足够大，便于布置按钮、开关、指示灯等元件；同时反应速度要快，液晶寿命要长。经过多方对比，选用上海步科MT4620-TE-12吋大屏幕触摸屏，液晶寿命达50 000 h；CPU 800MHz，32bit-RISC。处理器快速的处理能力，可保障更高的工作效率。触摸屏为高亮度4：3TFT液晶显示屏，65536真彩色，反应迅速，工程画面清晰。通讯口丰富，含USB2.0及多个RS232串口。

4.2 系统PLC

PLC是集中控制的核心。思山岭铁矿副井工程由于凿井绞车众多，控制要求高，需要选用功能强大的CPU，才能满足要求；同时，根据现场布线情况及与从站通讯以及便于日后维护要求，CPU需选用通用型的。西门子公司的CPU功能强大，且在国内得到广泛应用，因此选用S7-300 CPU317-2DP，具有大容量程序存储器，PROFIBUS-DP 主站/从站接口。它与集中式I/O和分布式I/O一起，可用作生产线上的中央控制器，完全满足使用要求。

4.3 分布式从站

触摸屏界面包括中央集中控制总界面，吊盘及中转凿井绞车控制界面，模板凿井绞车控制界面，风筒凿井绞车控制界面，以及压气和供水管、排水管、安全梯凿井绞车控制界面。各个独立界面中包含的凿井绞车可以独立运行，也可同步运行。同步运行时，凿井绞车可以自由组合[4]。

4.4 电机起动柜

思山岭铁矿副井工程凿井绞车多，同时起动的凿井绞车达10台。过去采用继电器、接触器切电阻方式，起动时，机械冲击大、电流大、调速不平滑、调速能耗过高，且需要变压器容量大，已不适用于现代矿建。随着变频技术的发展，变频器驱动交流异步电机控制技术已经逐步成熟，其经济节能、平滑调速已被广泛认可[3]。因此，凿井绞车起动柜选用以变频器为主体的起动、运行系统。V5-H系列变频器是高性能矢量变频器，采用无速度传感器矢量控制技术，真正实现了无跳闸控制和电网瞬时掉电处理；矢量控制下，低频大转矩稳定运行，起动电流小，调速平滑；具有快速直流制动、转速跟踪功能。

(3)2台中心回转式抓岩机凿井绞车可同步运行，也可单独运行。

4.5 通讯系统

西门子300CPU317-2DP与人机界面，安装在主控操作台中。300CPU具有双通讯口，MPI口与人机界面组成MPI通讯，是西门子公司开发的用于PLC之间通讯的保密协议。MPI通讯是当通信速率要求不高、通信数据量不大时，可以采用的一种简单经济的通讯方式。MPI通信可使用PLC S7-200/300/400、操作面板TP/OP及上位机MPI/PROFIBUS通信卡，如CP5512/CP5611/CP5613等，进行数据交换。MPI网络通信速率为19.2 Kbps～12 Mbps，最多可以连接32个节点，最大通讯距离为50 m，但是可以通过中继器来扩展长度。

位于中央控制台的CPU317-2DP主站与各个凿井绞车从站(ET200-M)，通过PROFIBUS-DP总线通讯。PROFIBUS-DP中的DP即Decentralized Periphery，它具有高速、低成本特点，用于设备级控制系统与分散式I/O之间通信。它与PROFIBUS-PA(Process Automation)、PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification)，共同组成了PROFIBUS标准。PROFIBUS的传输速率为9.6 Kbps～12 Mbps。其最大传输距离在9.6～187.5 Kbps时，为1 000 m；500 Kbps时，为400 m；1 500 Kbps时，为200 m；3 000～12 000 Kbps时，为100 m，可用中继器延长至10 km。其传输介质可以是双绞线，也可以是光缆，最多可挂接127个站点。

定义Za为附加阻抗。测量阻抗Zm为ZK与Za之和。对于双侧电源系统，一方面N侧的助增作用使得IF＞IM，即附加阻抗比过渡电阻本身大[2]。另一方面 M侧与N侧有功角差，IF与IM相位不一致，Zm相位发生偏移，可能超出动作范围。根据上述分析，距离保护反映过渡电阻的能力有限，高阻接地时Rg数值较大，测量阻抗数值增大且相位发生偏移，超出阻抗动作范围，造成距离保护拒动。

5 系统软件设计

5.1 人机界面触摸屏控制软件

分布式从站是集中控制系统的另一个主要控制元件，它接受来自集控操作台CPU的指令，控制变频起动柜的各种功能；同时把凿井绞车及变频起动柜的各种运行信息反馈到CPU，在触摸屏显示。ET200-M是高密度配置的模块化I/O站，防护等级为IP20。它是PROFIBUS-DP现场总线上的被动(从站)，是S7-300可编程控制器的信号功能模板扩展，适用于过程控制，也可作为DPV1站，其最大传输数据速率为12 Mbit/s。

综上所述，320排动态容积CT冠状动脉成像（CCTA）具有无创、成像速度快、对心率及心律要求低的特点；可以快速的检出患者胸痛的各种原因（冠脉及非冠脉病变），避免重复检查。在减轻患者经济负担的同时，可以大大缩短确诊时间，让患者得以及时、有效的治疗；冠脉病变其诊断结果与CAG高度一致。因此，320排动态容积CT冠状动脉成像（CCTA）对于快速检出急性胸痛患者病因值具有重大的临床意义。

人机界面不仅可以控制凿井绞车，而且可以对其实时状态进行监控，包括运行状态、上提或者下放、运行频率、故障指示等。若需要对单台凿井绞车现场实时就地控制，只需要打开“车旁允许”开关即可。吊盘和中心回转控制界面如图2所示。

5.2 PLC控制软件

依据多台凿井绞车集中控制系统工程要求，编制PLC控制程序，包括初始化块、主程序块、中断诊断块、异步中断块、错误诊断块以及各凿井绞车控制功能块，如吊盘紧绳、紧急停车、变频器故障复位、频率检测、运行电流检测等。

系统通电后，CPU操作系统执行初始化，定期执行主程序，扫描外部输入信号，刷新输出；根据外部指令的不同，执行相应功能。以提升吊盘为例，系统起动后，当需要紧绳时，只需按下紧绳按钮，主程序即自动调用紧绳功能块，使10台凿井绞车同时紧绳；并调用电流检测功能块，达到要求后，自动停机，等待下一指令。系统运行期间，出现故障或错误时，CPU主程序会依据不同情况，优先级别，调用中断程序，同时记录故障，反应到触摸屏上，并发出报警信号。总之，CPU操作系统可不停地循环执行主程序，依据不同的指令，调用相应功能块，控制每一台变频柜，完成整个系统工程。

通过以下例句，学生可以归纳出先行词是“物”的时候，如何用关系代词that和which实现对其的照应，再次体会和比较限制性定语从句和非限制性定语从句的区别，并且总结关系代词何时可被省略。

  

图2 吊盘和中心回转控制界面

6 工程应用

以吊盘1号凿井绞车控制为例，其控制电气原理如图2所示。当需要操作1号凿井绞车时，在集控操作台触摸屏上，将SW1转换至工作位置，触击起动按钮，凿井绞车紧急抱闸即打开；再按上提或下放按钮，凿井绞车即由低速0 Hz升到50 Hz等速运行，同时运行指示灯亮，运行到位后，按下停止按钮。期间如有故障，报警灯亮，蜂鸣器发出响声，凿井绞车不运行。在触摸屏上设置急停、制动、快慢速、紧绳、车旁允许等开关，凿井绞车长时间不需工作，按下急停按钮，关闭紧急抱闸。凿井绞车紧急抱闸与工作抱闸联锁，紧急抱闸不打开，凿井绞车不能起动、运行。正常提升、下放均在集控室完成操作。当有故障检修时，可以将操作台触摸屏上的车旁允许开关拨到车旁，即可到凿井绞车旁边的变频起动、运行控制柜操作。近控、远控互锁，方便维修，确保安全。当需要多台凿井绞车运行时，只需将相应的SW开关拨到工作位置即可，其他操作同1号凿井绞车；可以任意组合，操作方便，无机械式按钮，均为电气软按钮。

凿井绞车集中控制系统在思山岭铁矿副井工程施工中，得到了很好的应用。其控制方式简便，仅需一人，即可完成所有凿井绞车操控，可随时观察凿井绞车工作状态。该系统的应用，取代了传统的繁杂电缆布线方式，维护简单；而且扩充系统容量非常方便，只需修改一下程序即可。期间将新增的凿井绞车纳入集中控制系统，通过DP通讯线缆，连接ET200-M从站模块。该系统的应用，实现了凿井绞车电机的同步运行，保证了吊盘各悬吊钢丝绳动作同步，避免了钢丝绳受力不均衡而造成过载，确保了吊盘及各凿井悬吊装备的提升安全。此外，通过凿井绞车集中控制，吊盘起降20 m所用时间一般不超过15 min，较传统方式起降吊盘节省时间1 h以上，减少工作人员4人以上，加快了井筒施工进度，取得了良好的经济效益。凿井绞车集中控制系统配电柜及操控主机如图3所示。

7 结 语

人机界面触摸屏，西门子PLC主从控制凿井绞车系统在思山岭铁矿项目部已运行2 a有余。中央控制台与各从站之间的通讯控制简单、可靠，免去了过去操作台之间的繁琐的线缆连接及大量的电气按钮、指示灯，维护简单方便。该系统的应用，实现了凿井绞车电机的同步运行，保证了吊盘及各凿井悬吊装备的提升安全；并且可使吊盘起降时间大大缩短，有利于加快井筒施工进度，同时可减少工作人员，经济效益良好，具有推广应用价值，为深度超过1500m 的超深立井施工提供了参考。

  

图3 凿井绞车集中控制系统配电柜及操控主机

参考文献：

[1] 温富成，徐辉东，武 杰，等.凿井绞车PLC集中监控系统设计与应用[J].建井技术，2015(2)：53-55.

[2] 杨国祥，李 明，陈保淦，等.立井稳车集中控制系统应用比较[J].建井技术，2010(3)：30-32.

[3] 宗永宏.凿井绞车集中控制技术应用[J].能源技术管理，2014(5)：177-178.

[4] 李 迎，宋子荣，杨国强.凿井绞车集控装置的设计与应用[J].山东冶金，2015(3)：79-80.