PLC技術(shù)在煤礦提升機(jī)自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘 要】本文概述了PLC 技術(shù)在煤礦提升機(jī)自控系統(tǒng)中應(yīng)用的意義，概述了PLC 技術(shù)的工作原理，確定了基于PLC的煤礦提升機(jī)自動控制系統(tǒng)的工作原理并展開作了詳細(xì)的闡述。本來意在為PLC技術(shù)在煤礦提升機(jī)自控系統(tǒng)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)，提高煤礦開采的自動化水平和安全可靠性。

【關(guān)鍵詞】PLC 技術(shù)；煤礦提升機(jī)；電控系統(tǒng)；應(yīng)用

0 引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。PLC自動控制在現(xiàn)代工業(yè)中更是有著非常廣泛、深入應(yīng)用。PLC具有可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)，且具備編程直觀、功能完善、適應(yīng)性強(qiáng)、接口功能強(qiáng)大等眾多優(yōu)勢。煤礦提升系統(tǒng)是煤礦開采的重要環(huán)節(jié)之一，因此煤礦提升機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是煤礦開采順利與否的關(guān)鍵。開展基于PLC技術(shù)的礦井提升機(jī)自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究，有利于提高煤礦開采系統(tǒng)自動化水平和安全可靠性；對于我國煤礦事業(yè)的與時俱進(jìn)和長足發(fā)展具有積極的現(xiàn)實意義。

1 PLC技術(shù)在煤礦提升機(jī)自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC 技術(shù)是一種較為完善的數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，在工業(yè)環(huán)境系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。PLC 的貯存器可依靠多種方式來就生產(chǎn)過程或各類型機(jī)器進(jìn)行控制，如模擬的、數(shù)字的輸入與輸出等。PLC 技術(shù)特性眾多，如使用便利、通用性強(qiáng)等。隨著國內(nèi)計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的日益深入，其于工業(yè)控制領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用越加完善。此外，PLC 技術(shù)還具備自診斷和監(jiān)控功能，即系統(tǒng)異常情況下的運(yùn)行自動終止和報警信號的發(fā)出，且能夠借助軟件來監(jiān)測故障和校驗程序。依靠先進(jìn) PLC 技術(shù)替換了傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制方式，其作為工作計算機(jī)，微處理功能十分獨特，通過對外部信號的采集來做出邏輯判斷，進(jìn)而對各個執(zhí)行原件進(jìn)行指令傳輸，從而實現(xiàn)對煤礦提升機(jī)控制的自動化。

如下圖 1 所示，為PLC煤礦提升機(jī)電控系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖。上位機(jī)為始端，提升機(jī)電動機(jī)為終端，其間操作測控量包括信號檢測高壓換向器、加速接觸器、制動電源柜及可跳閘制動，這些技術(shù)同 PLC機(jī)與提升電動機(jī)均為雙向作用，且操作臺依靠 PLC 機(jī)的運(yùn)用，來發(fā)揮控制作用，從而最終實現(xiàn)提升電動機(jī)的作用。

圖1 PLC煤礦提升機(jī)電控系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖

目前，我國上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)大多采用工控機(jī)、打印機(jī)等。上位機(jī)以實現(xiàn)人機(jī)通信、系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視、設(shè)備控制等；自動化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)曲線、設(shè)備故障、生產(chǎn)報表等顯示。打印機(jī)負(fù)責(zé)實時打印生產(chǎn)報表、系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)等。同時，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以同企業(yè)內(nèi)部在生產(chǎn)、管理系統(tǒng)中進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的控制及管理。上位計算機(jī)配置以太網(wǎng)卡，按標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議與PLC 通信。

PLC作為整個自動控制系統(tǒng)的控制核心，它的任務(wù)是對提升機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)值運(yùn)算、信號處理等，其在是整個自動化控制系統(tǒng)的重中之重，為確保系統(tǒng)在工作時萬無一失。系統(tǒng)設(shè)計時通常都配備兩套PLC單元，一套是PLC主控單元，一套為PLC監(jiān)控單位，兩套系統(tǒng)互為補(bǔ)充。

每套PLC單元由一塊基本單元、一塊擴(kuò)展單元、兩塊擴(kuò)展模塊、三塊特殊功能模塊組成。其中，基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊用于基本信號的輸入與輸出。三塊特殊功能模塊分別用于一塊負(fù)責(zé)最多兩路模擬量的輸出，一塊負(fù)責(zé)最多可擴(kuò)展出四路模擬量的輸入，一塊則為高速采集模塊。PLC煤礦提升機(jī)自控系統(tǒng)大體有 50 個輸入信號、40個輸出信號，PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集及對設(shè)備的控制和系統(tǒng)的自我保護(hù)功能應(yīng)以該系統(tǒng)的具體工作工藝流程為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計。而PLC則能夠?qū)Ρ粶y信號及設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行采集，經(jīng)時序、邏輯、計數(shù)、PID等方式處理后，PLC輸出模擬量和開關(guān)量對輸出繼電器、控制繼電器、控制回路、信號回路、高壓換向器等被控外部對象進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)對提升機(jī)系統(tǒng)的工藝流程的完成。

煤礦提升機(jī)電控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對箕斗提升進(jìn)行加速、等速、減速、爬行、保護(hù)等動作進(jìn)行控制操作。完成對提升機(jī)的啟動、運(yùn)行、停車等運(yùn)行及相應(yīng)的保護(hù)，主要功能有：提升控制及中間閉鎖、行程控制、井筒信號控制及聯(lián)鎖、過卷監(jiān)視及控制、速度監(jiān)視及控制、速度包絡(luò)線監(jiān)視及控制、安全回路控制、逐點的速度監(jiān)視及控制、液鋼絲繩滑動監(jiān)視及控制、壓站控制和恒減速控制、傳動裝置監(jiān)視及控制、電源故障監(jiān)視及控制、閘瓦磨損監(jiān)視及控制、控制系統(tǒng)故障監(jiān)視、報警及控制、故障診斷、記錄、過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)、錯向保護(hù)等功能，為了提高PLC控制保護(hù)功能的可靠性，對于關(guān)鍵的故障監(jiān)測點，應(yīng)采取多通道、多元件及軟件、硬件并用等手段，實現(xiàn)“多重化”的控制保護(hù)功能。變頻技術(shù)發(fā)展迅速而且日益成熟，調(diào)速更加的方便，性能更加的優(yōu)良而且具有較高的可靠性，被廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

2 結(jié)論

隨著計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)和PLC技術(shù)的發(fā)展和提高，PLC技術(shù)在提升機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)字監(jiān)控器也逐漸取代了機(jī)械式監(jiān)控器和井筒開關(guān)，并作為提升機(jī)安全運(yùn)行的提供了多重的保護(hù)，在整個煤礦開采中發(fā)揮的作用也越來越大。PLC技術(shù)在提升機(jī)自控系統(tǒng)中的使用大大地提高了系統(tǒng)的控制性能和控制效率，同時也提高了系統(tǒng)的安全可靠性，促進(jìn)煤礦開采的高效、安全、健康發(fā)展。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]