工業(yè)控制計算機與PLC在皮帶機控制應用中的比較

方 芳

神華神東皮帶機公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017200

可編程序控制器一直在工業(yè)控制領(lǐng)域占有主導地位，但是雖著工業(yè)水平的發(fā)展，對PLC 的運算速度存儲容量提出了更高的要求，且PLC 的人機接口功能不完善，接口電路比較簡單使得工業(yè)控制方面出現(xiàn)了瓶頸在一定程度上阻礙了工業(yè)在自動化控制領(lǐng)域的發(fā)展，因此一種比PLC 功能和運算速度更強大的專為大型控制系統(tǒng)設(shè)計的工業(yè)控制計算機的 ( IPC）產(chǎn)生。

1 工業(yè)控制計算機(IPC)

工控機是在個人計算機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，采用總線式結(jié)構(gòu)，硬件的兼容性較強。IPC 有各種各樣的輸人/輸出板卡供用戶選用，有很強的高速浮點數(shù)運算、圖像處理、通信和人機交互等功能，容易實現(xiàn)管理控制網(wǎng)絡(luò)集成化。

1.1 工業(yè)控制計算機(IPC)的技術(shù)特點。

1）可靠性高，抗干擾能力強 在工業(yè)控制系統(tǒng)中，大量的開關(guān)動作是由組態(tài)程序控制激活板卡相對應的控制通道輸出控制相對應的信道設(shè)備，從而大大降低了傳統(tǒng)控制中的故障率 I/O 接口電路采用光電隔離措施使各單元利用屏蔽措施以防止干擾；對信息進行自診斷利用校驗位來實現(xiàn)所采集的數(shù)據(jù)準確無誤。利用工業(yè)總線協(xié)議加強系統(tǒng)的可靠性和準確性；

2）強大的接口電路 對于各種現(xiàn)場信號流如電流量或電壓量、數(shù)字量，電位量；輸入輸出接口單元與工業(yè)現(xiàn)場各種開關(guān)及傳感器及隔離單元直接連接。為了提高工業(yè)控制及信息共享可通過各種通信協(xié)議平臺及交換機設(shè)備獲取多種數(shù)據(jù)從而實現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)的一體化及集中處理集中控制減少系統(tǒng)的接點增強了系統(tǒng)的集中控制能力；

3）強大的兼容性，工業(yè)計算機最基本的特性就是他的兼容性很強，隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化的發(fā)展，在生產(chǎn)控制中PLC 及工控機種類繁多各種接口電路使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜。這就要求我們整個控制系統(tǒng)具有強大的兼容性和協(xié)議共享性。然而我們可以選擇多種控制板卡都是可以與之相兼容的使現(xiàn)實生產(chǎn)控制得到了擴大，使其控制的設(shè)備及系統(tǒng)功能更加完善。然而我們選用工業(yè)計算機來控制生產(chǎn)滿足了多種設(shè)備聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)；

4）在通信方面， 現(xiàn)代工業(yè)計算機具有多協(xié)議多網(wǎng)絡(luò)支持平臺，可通過工業(yè)總線實現(xiàn)與各種生產(chǎn)設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)控制，例如現(xiàn)在工業(yè)中常用的CAN 總線、interbus 總線以及光纖通訊等。網(wǎng)絡(luò)兼容性較好，可與其他生產(chǎn)廠家的各種通信板卡及設(shè)備接口電路匹配。使工業(yè)控制計算機的功能大加強，能夠完善的兼容控制與管理生產(chǎn)現(xiàn)場。

2 IPC 與PLC 在煤礦皮帶機控制應用中的比較

皮帶機運輸集控系統(tǒng)是針對礦用煤流運輸系統(tǒng)設(shè)計的綜合監(jiān)控系統(tǒng)。實現(xiàn)了皮帶機打滑、超溫、灑水、堆煤、急停、跑偏、撕裂、煙霧等基本保護。同時配有總線型和以太網(wǎng)接口，接入工業(yè)以太網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。

工業(yè)控制計算機在皮帶機控制中的特性

1）工業(yè)計算機控制皮帶運輸具有實時性好，穩(wěn)定性高，故障率低。在皮帶運輸控制中工業(yè)計算機通過與下位機進行同一平臺聯(lián)網(wǎng)，對皮帶的啟動停止，各種傳感器的在線監(jiān)測進行分散采集，集中控制使皮帶運輸可靠性高，大大提高了井下的運輸能力從而提高了生產(chǎn)效率。在皮帶的運行保護方面實現(xiàn)了皮帶機的啟動打滑監(jiān)測調(diào)整電機的運行特性加大轉(zhuǎn)矩降低啟動轉(zhuǎn)速；實時采集處理超溫、灑水、堆煤、急停、跑偏、撕裂、煙霧等傳感器的信息，響應速度快定位準確。計算機系統(tǒng)將全面在線監(jiān)測所有的電機驅(qū)動單元及各類傳感器系統(tǒng)，將皮帶的運行情況通過網(wǎng)絡(luò)先傳于工作面的集中控制臺，控制臺將會顯示每臺電機的運行電流及電壓是否正常，及傳感器所反饋的各種數(shù)據(jù)信息；

2） 隨著皮帶運輸自動化技術(shù)的廣泛應用，各大礦業(yè)集團井下生產(chǎn)運輸及地面運輸裝車系統(tǒng)均采用，工業(yè)計算機控制的皮帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)從井下工作面到主運大巷到地面所有驅(qū)動單元及采集系統(tǒng)通過地面調(diào)度室的主控制工業(yè)計算機來完成啟動與停止。地面裝車系統(tǒng)也是通過工業(yè)計算機來控制給煤皮帶運輸機及裝煤系統(tǒng)來完成裝煤的，地面裝車系統(tǒng)通過皮帶控制器來監(jiān)測皮帶運輸情況如，跑偏、堆煤、撕裂、煙霧等。通過開關(guān)量，電流量、電壓量及超聲波傳感器來辨認火車車箱的型號級高度和車輛運行狀態(tài)。從而給主控制機提供數(shù)據(jù)將信息顯示都裝車控制室的顯示器上供工作人員參考。根據(jù)車皮型號計算機會計算出此車的裝煤量，通過控制給煤機將煤量給入裝車漏斗緩沖區(qū)。來實現(xiàn)裝車的全過程，實現(xiàn)了煤礦井下生產(chǎn)運輸及地面裝車為一體的現(xiàn)代工業(yè)計算機控制系統(tǒng)，使煤礦企業(yè)生產(chǎn)自動化系統(tǒng)高度集中。

3 結(jié)論

工業(yè)計算機的發(fā)展促使現(xiàn)代工業(yè)自動化的高度集中與控制，使我國的煤炭及相關(guān)應用領(lǐng)域從生產(chǎn)規(guī)模，生產(chǎn)效率大大提高。本文主要從工業(yè)計算機的特性與在工業(yè)自動化皮帶生產(chǎn)運輸中的應用。

[1]張烜，段炎杰.基于工業(yè)以太網(wǎng)的帶式輸送機集控系統(tǒng)研究與設(shè)計[J].煤礦機電， 2013(1).

[2]丁如勇，楊何，高杰.平煤一礦丁組丁三轉(zhuǎn)載皮帶集控設(shè)計解決方案[J].硅谷，2013(1).

[3]胡馬根.PLC在皮帶輸送機控制中的應用[J].科協(xié)論壇(下半月)，2007(2).

[4]唐進.基于PLC在鉆孔專用機床控制中的應用[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009(3).

[5]于繼銘，張曉冬，耿宇缽.礦用井下皮帶運輸機智能控制系統(tǒng)[J].電氣應用，2006(9).

[6]王喜明，石曉梅.PLC在機場行李系統(tǒng)自動控制中的應用[J].電子工程師，2001(3).

[7]王廣野.可編程序控制器PLC現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].國內(nèi)外機電一體化技術(shù)，2009(2).

[8]楊永剛，楊繼東.PLC與上位計算機串行通信的設(shè)計及研究[J].機械與電子，2004(8).

[9]文繼華，劉建斌，朱月紅，梁萍.PLC在自動給料系統(tǒng)中的應用[J].科學技術(shù)與工程，2007(6).