基于PLC的碎礦系統(tǒng)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)研究

馬德華

（涼山礦業(yè)股份有限公司拉拉公司，四川 涼山 615146）

基于PLC的碎礦系統(tǒng)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)研究

馬德華

（涼山礦業(yè)股份有限公司拉拉公司，四川 涼山 615146）

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中，對(duì)生產(chǎn)提出了降本增效等要求，傳統(tǒng)的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)采用繼電器與接觸器構(gòu)造，不僅故障率高而且難以維護(hù)，與上述要求不符，因此我們需要可靠性和先進(jìn)性更強(qiáng)的控制系統(tǒng)。本文將選用我車間的碎礦系統(tǒng)的PLC聯(lián)鎖控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究，希望能夠?yàn)橥袠I(yè)者提供一些有效的參考和建議。

PLC；碎礦系統(tǒng)；連鎖控制系統(tǒng)

PLC是可編程序控制器的英文縮寫，在80年代就已經(jīng)獲得了初步的發(fā)展和應(yīng)用。這種控制系統(tǒng)是多種技術(shù)的集合體，包括了通訊技術(shù)﹑計(jì)算機(jī)﹑技術(shù)﹑自動(dòng)控制技術(shù)等，具有可靠性高﹑適用性廣以及結(jié)構(gòu)模塊化等優(yōu)點(diǎn)。非常適用于碎礦系統(tǒng)中，其與碎礦系統(tǒng)對(duì)環(huán)境惡劣和運(yùn)行長的要求相符合?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，在碎礦系統(tǒng)中采用PLC，可以有效的節(jié)省庫存?zhèn)浼杀?，同時(shí)也可以促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的提高。

一﹑ 關(guān)于系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

（一） 對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行合理的配置

碎礦系統(tǒng)是礦廠的主要流程部門，它的主要設(shè)備包括1臺(tái)鄂式破碎機(jī)，2臺(tái)圓錐破碎機(jī)，6臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)，1臺(tái)鐵板給礦機(jī)，2臺(tái)除鐵器，6臺(tái)皮帶給礦機(jī),2臺(tái)給礦機(jī)，以及2臺(tái)振動(dòng)單篩，需要參與PLC控制的一共有22臺(tái)設(shè)備。通常情況下，碎礦系統(tǒng)具有流程復(fù)雜﹑生產(chǎn)線長﹑皮帶運(yùn)輸機(jī)數(shù)量眾多的特征，這為其控制帶來了難度，因此為了實(shí)現(xiàn)控制優(yōu)化，需要使用現(xiàn)代化的分布式控制系統(tǒng)。圖1為PLC硬件系統(tǒng)簡化圖。

圖1 PLC硬件系統(tǒng)簡化圖

（二） 選用合適的PLC型號(hào)

按照輸入與輸出的點(diǎn)數(shù)以及性價(jià)比等因素，對(duì)PLC的型號(hào)進(jìn)行選擇。我車間選用的是TI545PLC，該系統(tǒng)是由西門子公司生產(chǎn)的，其優(yōu)點(diǎn)眾多，包括通信機(jī)能強(qiáng)大﹑易于操作﹑體積小巧﹑可靠性強(qiáng)﹑穩(wěn)定性高﹑能夠自行診斷等。可以為企業(yè)節(jié)省庫存?zhèn)浼杀镜耐瑫r(shí)，加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

（三） 做好設(shè)備控制電路的設(shè)計(jì)工作

在設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，設(shè)計(jì)對(duì)象應(yīng)包括以下幾種：撕帶保護(hù)﹑緊急停車保護(hù)﹑熱繼電保護(hù)（有電動(dòng)機(jī)），并將其輸入到PLC中，就會(huì)使保護(hù)皮帶運(yùn)輸機(jī)的作用顯現(xiàn)在PLC的梯形圖中，與此同時(shí)，PLC還可以記錄上述保護(hù)，以及對(duì)上述保護(hù)進(jìn)行報(bào)警，由發(fā)光二極管在中央控制室的模擬操作屏上進(jìn)行顯示，為技術(shù)人員處理故障提供方便。

二﹑ 關(guān)于系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

（一） 對(duì)PLC系統(tǒng)的控制功能的要求

啟動(dòng)或是停止鐵板給礦機(jī)﹑皮帶運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備時(shí)，必須聯(lián)鎖控制各個(gè)設(shè)備；在啟動(dòng)或停止各個(gè)設(shè)備的過程中，對(duì)間隔時(shí)間進(jìn)行合理的設(shè)置。設(shè)定工作的執(zhí)行時(shí)間受到嚴(yán)格的限制，必須在2秒到40秒的區(qū)間內(nèi)進(jìn)行，這樣才能令圓錐破碎機(jī)于停車時(shí)保持空載，不會(huì)出現(xiàn)皮帶運(yùn)輸機(jī)上有礦殘留的情況；碎礦系統(tǒng)的設(shè)備較多﹑生產(chǎn)線長，因此必須保證啟動(dòng)信號(hào)與停止信號(hào)的精確性和有效性，保證系統(tǒng)啟停速度；系統(tǒng)應(yīng)具備故障管控功能，當(dāng)某臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)立即發(fā)出警報(bào)，同時(shí)故障設(shè)備和供料方向設(shè)備一起緊急停車，后方設(shè)備按延時(shí)順序聯(lián)鎖停車；皮帶運(yùn)輸機(jī)上有必要設(shè)置針對(duì)斷代﹑打滑﹑跑偏的保護(hù)措施，并與故障警報(bào)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)；振動(dòng)篩﹑皮帶﹑圓錐﹑鐵板上都要有除塵風(fēng)機(jī)，其啟動(dòng)時(shí)間應(yīng)設(shè)置為設(shè)備啟動(dòng)前30秒，在其設(shè)備停止后的60秒停止。

（二） 控制PLC系統(tǒng)的方式

系統(tǒng)的單機(jī)控制方式。在設(shè)備獨(dú)立于PLC進(jìn)行臨時(shí)運(yùn)行時(shí)可以使用這種方式。但這種運(yùn)行方式受到很大的使用限制，具體來說，只有檢查設(shè)備﹑維護(hù)設(shè)備﹑檢修設(shè)備時(shí)可以使用，這些程序都在系統(tǒng)的聯(lián)鎖開車之前進(jìn)行。一旦系統(tǒng)聯(lián)鎖開車已經(jīng)開始，則無論如何不許使用單機(jī)控制方式。

系統(tǒng)的局部聯(lián)鎖控制方式。該方式的運(yùn)行機(jī)理如下：首先以礦倉為界進(jìn)行分段處理，然后聯(lián)鎖控制各個(gè)段內(nèi)的設(shè)備，杜絕不同段系統(tǒng)操作與系統(tǒng)運(yùn)行互相干涉的情況。這樣一來即使產(chǎn)生了系統(tǒng)局部不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，其他部分仍可以繼續(xù)運(yùn)作，不至于因?yàn)橐稽c(diǎn)局部問題導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)線停車。

系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備的停車與開車都應(yīng)通過聯(lián)鎖協(xié)調(diào)統(tǒng)一進(jìn)行，這樣才能保證碎礦過程的效率與安全。

（三） PLC系統(tǒng)的開車程序和停車程序

系統(tǒng)的單機(jī)開車程序。單機(jī)開車需要主電源﹑控制電源兩種電源，在按下啟動(dòng)鍵之前，需要先調(diào)整機(jī)旁控制箱，使其轉(zhuǎn)換開關(guān)處于手動(dòng)位置，設(shè)備就會(huì)啟動(dòng)開車運(yùn)行。該程序可應(yīng)用于針對(duì)開車設(shè)備的檢查﹑維護(hù)﹑檢修，因此僅適用于聯(lián)鎖運(yùn)行之前。在系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)鎖開車給礦的過程中，嚴(yán)格禁止進(jìn)行手動(dòng)單機(jī)開車，否則，其所導(dǎo)致后果的嚴(yán)重性是不可估量的。

系統(tǒng)的聯(lián)鎖開車程序。在聽到系統(tǒng)開車的指令后，操作人員應(yīng)該對(duì)本機(jī)臺(tái)的設(shè)備進(jìn)行快速檢查，檢查時(shí)應(yīng)注意機(jī)旁控制箱，保證開車操作開始時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到聯(lián)鎖位置。檢查完畢，確認(rèn)設(shè)備滿足正常運(yùn)作條件后，應(yīng)啟動(dòng)回鈴信號(hào)，下達(dá)開車許可。各個(gè)機(jī)臺(tái)響鈴15秒，作為中央控制室發(fā)出的啟動(dòng)信號(hào)。中央控制室的操作人員按下聯(lián)鎖啟動(dòng)按鍵，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)根據(jù)設(shè)定好的程序進(jìn)行啟動(dòng)。

系統(tǒng)的聯(lián)鎖停車程序。系統(tǒng)的停車方式為聯(lián)鎖停車，要保證停車系統(tǒng)的有效性，只在有停車需求時(shí)啟動(dòng)。聯(lián)鎖停車的步驟有：首先，操作人員發(fā)出預(yù)告信號(hào)，表明需要停車，該信號(hào)的發(fā)出地點(diǎn)為中央控制室；其次，PLC控制停車系統(tǒng)啟動(dòng)，依照設(shè)定順序自行完成停車操作，操作人員不得擅自干涉；各個(gè)機(jī)臺(tái)的操作人員在設(shè)備停止后，把機(jī)旁轉(zhuǎn)換的開關(guān)調(diào)到零位，為下一次運(yùn)行做準(zhǔn)備。

結(jié)語

綜上所述，基于PLC的碎礦系統(tǒng)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)具有較為的可靠性和穩(wěn)定性，故障的發(fā)生率非常低，大大的促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高；系統(tǒng)的開車和停車時(shí)間明顯減少，節(jié)約電能。因此，碎礦系統(tǒng)中的PLC聯(lián)鎖控制系統(tǒng)非常值得在生產(chǎn)中得到進(jìn)一步的推廣與應(yīng)用。

[1]張樹新．PLC電機(jī)控制應(yīng)用[J]．企業(yè)技術(shù)開發(fā),2014（09）．

[2]王成林．PLC系統(tǒng)安全運(yùn)行的抗干擾措施和方法[J]．電子世界,2014（08）．

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