基于帶式輸送機(jī)電控裝置中PLC的作用分析

中圖分類號：TD528 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，對電控裝置的穩(wěn)定性和可靠性控制有重要的決定作用，同時(shí)也直接關(guān)系著煤礦帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)?；诖耍疚氖谆趲捷斔蜋C(jī)電控裝置中PLC的作用進(jìn)行分析研究，分析PLC控制系統(tǒng)的功能，進(jìn)而對PLC在煤礦帶式輸送機(jī)電控裝置中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電控裝置；帶式輸送機(jī)；PLC；應(yīng)用性能

引言：

帶式輸送機(jī)是煤礦井下生產(chǎn)中的重要運(yùn)輸設(shè)備，其運(yùn)行水平的高低直接關(guān)系著煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。在煤礦運(yùn)輸中，對帶式輸送機(jī)的安全性和可靠性要求較高。而PLC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，對煤礦帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)的控制有重要作用，具有安全可靠、控制精度高、適應(yīng)范圍廣的特點(diǎn)。然而，面對煤礦井下生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)睦Ь?，加?qiáng)PLC技術(shù)在帶式輸送機(jī)電控裝置中的應(yīng)用，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、 煤礦帶式輸送機(jī)電控裝置系統(tǒng)PLC程序設(shè)計(jì)

為了改善煤礦帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)的性能，采用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)，對提高煤礦帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性等，具有十分重要的意義。由于PLC技術(shù)設(shè)計(jì)的煤礦帶式輸送機(jī)具有較強(qiáng)的靈活性、可擴(kuò)展性和抗干擾能力，因此PLC技術(shù)設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)在煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，作為主要的運(yùn)輸設(shè)備。帶式輸送機(jī)與傳統(tǒng)的繼電器相比，帶式輸送機(jī)控制技術(shù)比較靈活、方便，即可以通過PLC控制程序改變帶式輸送機(jī)的運(yùn)作方式，保證帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。例如某煤礦的帶式輸送機(jī)為井下運(yùn)輸原煤使用，在煤礦井下生產(chǎn)中，工作環(huán)境都較為惡劣，并且需要采用連續(xù)工作制[1]。為此，對于煤礦帶式輸送機(jī)電控裝置的設(shè)計(jì)，煤礦帶式輸送機(jī)主要由電動機(jī)、液力推桿制動器、減速機(jī)、一級驅(qū)動液筒、改向液筒、膠帶機(jī)逆止器構(gòu)成[2]。其中，其參數(shù)設(shè)計(jì)是：一般設(shè)計(jì)的運(yùn)輸長度為1200mm，輸送帶選擇ST2000，膠帶寬度為1200mm ，膠帶機(jī)速度為3.0m/s，電壓等級為AC660V，輸送能力為800t/h，物料松散比為1.2t/m3。結(jié)合《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)要求，根據(jù)煤礦井下控制對象，對于帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)具有以下功能：具有較大的啟動力矩和較小的騎電動加速度果農(nóng)；具備友好的人機(jī)界面及故障記憶功能，這些都是皮帶輸送機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可缺少的，選用MT506MV觸摸屏作為人機(jī)界面，可以顯示輸送機(jī)工作狀態(tài)、工作方式、電機(jī)電流等工作參量；具有相應(yīng)的自動保護(hù)功能；具備檢修、集控、就地及手動控制等各種控制方式的選擇，當(dāng)輸送機(jī)工作處于集控工作狀態(tài)時(shí)，在啟動、停止?fàn)顟B(tài)前，必須進(jìn)行前、后級設(shè)備的連鎖控制，然而在就地狀態(tài)下，可以通過皮帶輸送機(jī)的操作人員進(jìn)行控制。因此，在帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用PLC進(jìn)行控制，利用PLC可編程控制器對主機(jī)的運(yùn)行速度進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，其中，CPU處理器、輸入輸出設(shè)備等。PLC控制煤礦帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)如圖1所示[3]。在PLC控制下，在輸入輸出口中，既可以實(shí)現(xiàn)對膠帶跑偏、皮帶張緊力下降、高低速打滑等保護(hù)，也可以實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)、油泵電機(jī)及調(diào)速型液力耦合器推拉勺桿的控制。由于PLC技術(shù)設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)主要分為手動、自動、停止三種控制狀態(tài)，通過操作平臺的功能轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行狀態(tài)切換，而對于煤機(jī)的起停及皮帶機(jī)的起停，可以采用人工控制的方式。皮帶輸送機(jī)電控系統(tǒng)中，PLC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，可以有效控制帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度。

圖1 煤礦帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)

二、 PLC在煤礦帶式輸送機(jī)電控裝置中的應(yīng)用

（一） PLC技術(shù)在帶式輸送機(jī)中調(diào)速型液力耦合器的應(yīng)用

對于PLC技術(shù)在帶式輸送機(jī)中調(diào)速型液力耦合器的應(yīng)用，其工作原理是：利用PLC控制技術(shù)預(yù)先設(shè)定電控系統(tǒng)中執(zhí)行器的執(zhí)行命令，然后結(jié)合調(diào)速型液力耦合器導(dǎo)管的開度大小來決定輸送機(jī)電控系統(tǒng)工作液體的流量，這樣不僅可以有效控制煤礦帶式輸送機(jī)腔內(nèi)工作油的流量，也可以對其工作運(yùn)行速度進(jìn)行有效控制。然而，在傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，雖然采用驅(qū)動式技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)信號的采集，但PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以使帶式輸送機(jī)信號的采集更簡單化，其可以根據(jù)帶式輸送機(jī)工作電流數(shù)值的大小來判斷輸送機(jī)中各個(gè)驅(qū)動電動機(jī)的輸出功率值，如圖2所示，顯示的是煤礦帶式輸送機(jī)PLC控制流程圖[4]。

圖2 帶式輸送機(jī)PLC控制流程圖

（二） PLC技術(shù)在煤礦帶式輸送機(jī)中的液黏軟起動裝置制動器的應(yīng)用

PLC技術(shù)在煤礦帶式輸送機(jī)中的液黏軟起動裝置制動器的應(yīng)用，其工作原理是：首先將液黏軟啟動裝置安裝在輸送機(jī)殼體上的主動摩擦片上，然后通過主動摩擦片、動摩擦片兩者之間橫向跌加的作用，使產(chǎn)生的油膜剪切力能有效傳遞煤炭運(yùn)輸?shù)牧?。在這樣的條件下，就可以對帶式輸送機(jī)的主動摩擦片和動靜摩擦片的油膜厚度就能進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，同時(shí)也可以根據(jù)帶式輸送機(jī)實(shí)際的需求來調(diào)節(jié)動摩擦片的運(yùn)行速度以及力矩大小，PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無極調(diào)速功能。然而，在帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，雖然電液比例閥在運(yùn)行中的功能是固定不變的，但帶式輸送機(jī)無極調(diào)性能的實(shí)現(xiàn)，可以對電液比例閥的間隙大小進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。因此，為了確保煤礦帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，應(yīng)合理配置液黏軟啟動裝置的開關(guān)數(shù)量和D/A轉(zhuǎn)換，采用PLC技術(shù)對電液比例閥的大小進(jìn)行有效控制和調(diào)節(jié)，使PLC技術(shù)在帶式輸送機(jī)上能充分發(fā)揮可控軟起動的作用[5]。

（三） PLC技術(shù)在煤礦帶式輸送機(jī)的下運(yùn)盤式制動器中的應(yīng)用

對于下運(yùn)盤式制動器中PLC程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的繼電器相比，PLC控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以顯著提高其安全性，主要表現(xiàn)在：傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)容易發(fā)生安全事故，歸其原因主要是帶式輸送機(jī)的控制性能并沒有得到相應(yīng)完善，造成設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)不能有效控制系統(tǒng)中電動機(jī)在發(fā)電過程中產(chǎn)生的負(fù)載力矩，在過大的負(fù)載力矩條件下，將會逐漸降低電動機(jī)的制動力矩，進(jìn)而造成電動機(jī)轉(zhuǎn)速過快而引起安全事故的發(fā)生。為此，面對傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)存在的弊端，利用PLC控制技術(shù)進(jìn)行煤礦帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)的電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度基礎(chǔ)上，對帶式輸送機(jī)中電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，有效控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)自動的控制功能。但需要注意的是：若需要測量電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，則可以采用轉(zhuǎn)速傳感器技術(shù)，這樣就可以有效調(diào)節(jié)帶式輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

三、 總結(jié)

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)的不斷提高，PLC廣泛應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，具有安全、可靠、自動化程度高的特點(diǎn)。然而，面對煤礦井下生產(chǎn)運(yùn)輸中所遇到的困境，采用PLC技術(shù)進(jìn)行皮帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)，滿足了當(dāng)前煤礦企業(yè)井下運(yùn)輸生產(chǎn)的綜合自動化的需求，提高煤礦井下的自動化運(yùn)輸水平，確保井下安全生產(chǎn)，以保證煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

姚亮，男，漢族，江蘇徐州人，初級職稱，本科，單位：江蘇省徐州市技師學(xué)院建筑工程系。