淺談PLC在礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用

李安方

（靈寶金源礦業(yè)股份有限責(zé)任公司，河南 靈寶 472500）

1 前言

礦井提升是礦山生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，礦井提升機(jī)是煤炭、冶金、有色等礦井生產(chǎn)過程中非常重要的設(shè)備，它的主要任務(wù)是沿井筒提升礦石、廢渣、下放物料、升降人員和設(shè)備等。這就對礦井提升機(jī)的電氣控制設(shè)備基本要求是：安全可靠、功能強(qiáng)大、使用方便。隨著計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，采用當(dāng)代先進(jìn)的計算機(jī)及輔助控制技術(shù)形成礦井提升機(jī)電氣控制系統(tǒng),已成為勢在必行的局面。PLC是可編程序控制器的英文簡寫，是70年代以來在集成電路，計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動化裝置，PLC是專為工業(yè)現(xiàn)場使用的計算機(jī),編程直觀;適應(yīng)性好;功能完善,接口功能強(qiáng)等特點(diǎn)。是工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備自動化控制改造首選方案。

2 PLC工作原理及組成

2.1 PLC工作原理

我們知道，任何一個繼電-接觸控制系統(tǒng)中一般都由三個基本部分組成，即輸入部分、控制部分、輸出部分三部分組成，輸入部分一般是操作按鈕,限位開關(guān)等開關(guān)信息，控制部分是由一些繼電器接觸器觸點(diǎn)按照一定設(shè)計要求連接成控制電路，輸出部分是外部的一些電磁閥、電鈴、指示燈等執(zhí)行元件，按照設(shè)計要求根據(jù)被控制對象發(fā)出的開關(guān)信息或操作命令，控制電路就按規(guī)定動作要求判斷該做什么動作，然后驅(qū)動執(zhí)行器，繼電-接觸器控制都是按照設(shè)計圖用固定方式連接線路，其更改線路比較麻煩，不靈活，而一種利用PLC可編程序控制器，不僅可以實現(xiàn)傳統(tǒng)控制功能，其邏輯部分采用功能強(qiáng)大的微處理器和存貯器代替繼電器邏輯線路，根據(jù)控制需要設(shè)備通過可以靈活地改變控制程序，從而達(dá)到控制目的，這就是可編程序控制器工作的基本原理，做為電氣維護(hù)人員可以不必考慮微處理器及存儲器內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而是把PLC內(nèi)部看成由許多軟繼電器組成，它還為使用者提供了一種按照設(shè)計繼電、接觸控制電路相同方式編程方法-梯形圖，便于使用者掌握。

2.2 PLC組成及各部分作用

典型的PLC主要由輸入、輸出接口組件，控制組件、編程器三大部分組成。

2.2.1 輸入、輸出組件

PLC的輸入輸出是通過輸入輸出接口來完成的，如提升機(jī)的各操作按鈕，井口限位開關(guān)，減速開關(guān)，定點(diǎn)檢測開關(guān)等，所有信號通過輸入接口傳送到PLC內(nèi)部輸入電路，因此每個輸入單元相當(dāng)于一個輸入繼電器，輸出接口組件把微處理器的內(nèi)部電路通斷信號轉(zhuǎn)換成繼電器常開觸點(diǎn)通斷，用它接觸外部負(fù)載電路，這里輸出單元相當(dāng)于一個輸出繼電器。

2.2.2 控制組件

控制組件是由微處理器和存儲器組成，微處理器是PLC的核心元件，其作用相當(dāng)于人體的神經(jīng)中樞，其主要作用：1）按照PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，接受并存儲從編程器輸入用戶程序和數(shù)據(jù)；2）用掃描方式接受現(xiàn)場輸入的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入寄存器狀態(tài)表或數(shù)據(jù)寄存器中；3）診斷電源及PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中語法錯誤；4）程序進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，從存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)，去實現(xiàn)自動化控制。

2.2.3 編程器

就是運(yùn)用工業(yè)計算機(jī)根據(jù)用戶程序的通過鍵盤將程序?qū)懭隤LC，還可以通過它的鍵盤靈活調(diào)用、修改程序；在線監(jiān)視顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)參數(shù)。

3 PLC在礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中應(yīng)用

做為一名維修電工在礦山工作十余年，主要從事電氣維護(hù)檢修工作，對一般繼電器-接觸器控制系統(tǒng)存在常見故障十分了解，自從接觸PLC在礦山提升機(jī)電控系統(tǒng)中應(yīng)用，克服過去常見故障，初次接觸PLC覺得難以掌握，出現(xiàn)故障無從下手，后來經(jīng)過深入學(xué)習(xí)，不斷實踐總結(jié)，逐步掌握其工作原理及組成，提高自身業(yè)務(wù)知識與技能。

PLC在礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中實現(xiàn)軟件安全保護(hù)，安全可靠，是一般繼電器-接觸控制系統(tǒng)無法相比，它既具有繼電器-接觸系統(tǒng)原有特點(diǎn)，又表現(xiàn)PLC本身具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：1）PLC控制首先具有可靠性高，靈活性強(qiáng)，可擴(kuò)展性，具有自診斷功能；2）便于編程，改變控制程序靈活，它可以使用其獨(dú)特的專用指令或采用梯形圖根據(jù)流程需要現(xiàn)場編程，極大的減少停機(jī)時間；3）功能強(qiáng)，通用性好，PLC采用微處理，處理速度快，控制精度高，而且可以運(yùn)用各種工業(yè)控制系統(tǒng)；4）體積小，重量輕，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，PLC能適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境，不需設(shè)專用機(jī)房，可以在高溫，振動較大，粉塵多等惡劣環(huán)境下正常工作，能與現(xiàn)場強(qiáng)電線路直接連接，是機(jī)電一體化理想控制設(shè)備。5）在提升機(jī)電控系統(tǒng)中優(yōu)點(diǎn)更為突出，它不僅取代了體積龐大繼電控制柜，而且實現(xiàn)無觸點(diǎn)控制，克服原有電氣控制設(shè)備常見觸點(diǎn)磨損等故障，增加了軟件安全保護(hù)，完善了系統(tǒng)各種故障的后備保護(hù)，使提升機(jī)運(yùn)行更加安全可靠；提高提升機(jī)安全可靠運(yùn)行。實踐表明PLC具有較高可靠性，一旦PLC編程序科學(xué)合理設(shè)計并投入運(yùn)行后，PLC內(nèi)部不會出現(xiàn)故障，因此PLC控制系統(tǒng)中絕大部分故障不是其本身，而是由于外部元件故障引起的，例如常見按鈕或行程開關(guān)觸點(diǎn)熔焊、氧化、接線松動就對應(yīng)短路或開路，系統(tǒng)一旦自動檢測到故障，應(yīng)不僅具有聲光報警功能而且立即顯示故障代碼，以便用戶迅速準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)，并及時快速排出故障。

4 結(jié)束語

PLC在礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中應(yīng)用，實現(xiàn)硬軟件雙重保護(hù)控制功能，極大提高提升機(jī)運(yùn)行安全可靠行性，降低電氣控制部分故障率，大大提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率、完好率；提升了提升機(jī)的自動化控制程度，使礦山企業(yè)逐步實現(xiàn)自動化管理,確保提升機(jī)安全可靠運(yùn)行。本文提出的PLC在提升機(jī)電控系統(tǒng)中應(yīng)用，具有較高參考價值，它是企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)自動化控制最為理想控制裝置。

[1]楊青峰付騫.《可編程序控制器原理及應(yīng)用》.西安電子科技大學(xué)出版社