PLC技術(shù)在煤礦提升系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：煤礦提升系統(tǒng)的電力傳動(dòng)特性比較復(fù)雜，電動(dòng)機(jī)長期處于正反向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況?；赑LC技術(shù)設(shè)計(jì)的提升系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比，功能性、可靠性、精準(zhǔn)性均大大提高，對(duì)于煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重大意義。本文分析了基于PLC技術(shù)提升機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，論述了PLC技術(shù)在煤礦提升系統(tǒng)中的應(yīng)用，并從三個(gè)方面提出了應(yīng)用過程中的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；煤礦生產(chǎn)；提升機(jī)

引言：

提升系統(tǒng)之于煤礦生產(chǎn)，就猶如手臂之于人體，它對(duì)于煤礦生產(chǎn)的重要性可想而知。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，這當(dāng)然也包括在煤礦提升系統(tǒng)中的應(yīng)用，其中PLC是一種專門為礦井生產(chǎn)而研制出的一種控制系統(tǒng)，它具有很強(qiáng)的抗干擾性，性能完善、編程直觀，可靠性與精準(zhǔn)性也很強(qiáng)。那么PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)具體有哪些？又是如何在煤礦提升系統(tǒng)中應(yīng)用的？下面筆者就對(duì)以上問題展開論述。

1.PLC技術(shù)定義

PLC，全稱為可編程邏輯控制器，其存儲(chǔ)器具有可編程的特性，用于定時(shí)、算術(shù)、邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)以及順序控制等領(lǐng)域，主要是通過數(shù)字、模擬式輸入/輸出等形式對(duì)機(jī)械或者是生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。

2.基于PLC技術(shù)提升機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

一是整個(gè)系統(tǒng)的組成方式采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，能夠?qū)收系念愋图右燥@示，這樣系統(tǒng)日常維護(hù)、維修就顯得更為方便。二是系統(tǒng)的邏輯是依靠PLC進(jìn)行控制的，功能比繼電器控制系統(tǒng)更加豐富，可變性、拓展性、適應(yīng)性以及工藝指標(biāo)先進(jìn)性更為突出。三是基于PLC技術(shù)的提升機(jī)系統(tǒng)只是對(duì)原系統(tǒng)中的邏輯模塊進(jìn)行了改造，成本較低，適合大范圍推廣。四是PLC在信息輸入/輸出的過程中，擁有較強(qiáng)的抗干擾性能，同時(shí)具有自我診斷系統(tǒng)，因而該系統(tǒng)的可靠性很強(qiáng)。五是該系統(tǒng)具有減速開投失效保護(hù)、過速保護(hù)、反向下墜保護(hù)、卡箕斗保護(hù)、速度繼電器失效保護(hù)、動(dòng)力制動(dòng)接觸故障保護(hù)等一系列保護(hù)措施，安全性、可靠性以及穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。六是系統(tǒng)軟件可以實(shí)現(xiàn)速度給定的準(zhǔn)S型曲線，從而能有效的改善原有調(diào)速系統(tǒng)的跟隨性。

3.PLC技術(shù)在煤礦提升系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于PLC技術(shù)而開發(fā)出的煤礦提升系統(tǒng)主要有五個(gè)部分組成（如圖1所示），包括：主控PLC電路、高壓主電路、行程檢測(cè)和顯示電路、速度檢測(cè)和顯示電路、提升信號(hào)電路。其運(yùn)行過程如下：當(dāng)開車信號(hào)出現(xiàn)之后，操作人員會(huì)對(duì)開車條件進(jìn)行判斷，在確保具備開車條件的情況下，操作人員會(huì)推動(dòng)制動(dòng)手柄，使其離開緊閘位置，相應(yīng)的主電動(dòng)機(jī)也會(huì)松閘，操作人員再把主令控制器的手柄推向所需的位置，此時(shí)，PLC會(huì)得到來自于程序控制系統(tǒng)的信號(hào)，從而使主電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生反應(yīng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，最終帶動(dòng)提升系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作。煤礦提升機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)編碼器會(huì)根據(jù)主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況發(fā)出兩列a/b相的脈沖，然后主控PLC則會(huì)依據(jù)a/b相脈沖的相位關(guān)系，對(duì)HSCO加以確定，同時(shí)顯示出提升機(jī)的運(yùn)行情況。

圖1 基于PLC技術(shù)的提升機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2.主回路設(shè)計(jì)

基于PLC技術(shù)提升機(jī)系統(tǒng)的主回路主要負(fù)責(zé)為電動(dòng)機(jī)提供持續(xù)電源，并且在系統(tǒng)出現(xiàn)電流過大與失壓情況下，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)還控制著電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度與方向。主回路是由高壓開關(guān)柜、電壓表、電流表以及高壓換向器常開觸頭等幾個(gè)部分組成的。對(duì)于系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇，我們需要注意的是雖然鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，日常維護(hù)比較便捷，市場(chǎng)價(jià)位也比較低廉，但煤礦生產(chǎn)的環(huán)境比較復(fù)雜，在某些特殊條件下，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)是沒有辦法滿足煤礦生產(chǎn)對(duì)于電動(dòng)機(jī)性能方面的要求的，所以，我們最好選擇繞線式異步電機(jī)，這種機(jī)型可以滿足煤礦生產(chǎn)的復(fù)雜環(huán)境。除此之外，我們還需要對(duì)繞線式異步電機(jī)進(jìn)行串電阻處理，這樣一方面可以方便我們對(duì)調(diào)速控制，另一方面，還可以達(dá)到限制電流以及提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的。

3.3.制動(dòng)回路設(shè)計(jì)

前文筆者已經(jīng)論述過，選擇繞線式異步電機(jī)來作為主拖動(dòng)電機(jī)有其優(yōu)越性，而這種電動(dòng)機(jī)主要是依靠有級(jí)切換轉(zhuǎn)子回路電阻的方式來控制調(diào)速的，所以，對(duì)于繞線式異步電機(jī)我們采用的是可控硅動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)與可調(diào)閘制系統(tǒng)來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)控制的，前者屬于電氣制動(dòng)，后者屬于機(jī)械制動(dòng)。煤礦提升機(jī)在減速運(yùn)行的過程中，當(dāng)速度保持在0-5%之間時(shí)，屬于電氣制動(dòng)的范圍內(nèi)，此時(shí)可控硅動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)能夠發(fā)揮作用；當(dāng)速度在5-10%之間時(shí)，便超出了電氣制動(dòng)的范圍，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)選擇機(jī)械制動(dòng)，即可調(diào)閘制系統(tǒng)發(fā)揮效力；當(dāng)速度在10%以上時(shí)，系統(tǒng)的過速繼電器將會(huì)對(duì)安全回路進(jìn)行調(diào)節(jié)，可調(diào)閘制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)把提升機(jī)滾筒閘住，以維護(hù)提升機(jī)系統(tǒng)的安全性。

4.應(yīng)用過程中的注意事項(xiàng)

生產(chǎn)實(shí)踐證明，基于PLC技術(shù)的提升機(jī)控制系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性與安全性，對(duì)于提高煤礦生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)安全均有重要意義。但考慮到煤礦生產(chǎn)的特殊性，在應(yīng)用過程中，我們還需要注意以下幾點(diǎn)：一是提升機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，會(huì)遇到強(qiáng)烈的電磁干擾，因此，我們?cè)谶x擇PLC時(shí)，必須要考慮電磁兼容因素，如此才能保證設(shè)備能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)。二是系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，還可能出現(xiàn)外部信號(hào)輸入故障、系統(tǒng)自身輸入故障以及各個(gè)接口故障等等，這些故障將會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，必須要引起我們的注意。三是在日常維護(hù)過程中，我們可以使用模塊式結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效的修復(fù)，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)某個(gè)模塊發(fā)生故障時(shí)，對(duì)該模塊進(jìn)行整體的更換，能夠確保煤礦生產(chǎn)的效率。

5.結(jié)論

綜上所述，基于PLC技術(shù)的煤礦提升系統(tǒng)具有較高的安全性、功能性以及精準(zhǔn)性，同時(shí)它還具有后備保護(hù)功能，大大提高了自身的效率。相信隨著PLC技術(shù)的廣泛應(yīng)用于，煤礦生產(chǎn)的安全性與效率性將會(huì)大幅度提高，從而為企業(yè)創(chuàng)造更多的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

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[3] 趙曉珂. 淺談礦井提升機(jī)電控制系統(tǒng)[J]. 科技信息. 2011（20）

作者簡介：

張大勇（1972.12-） 男，現(xiàn)在山西中遠(yuǎn)設(shè)計(jì)工程有限公司從事工礦企業(yè)供配電、自動(dòng)化控制等工程設(shè)計(jì)工作。