淺談煤礦提升機(jī)的自動化控制

于秀娜

摘 要：煤炭工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要工業(yè)。煤礦提升機(jī)作為煤礦生產(chǎn)的重要設(shè)備，肩負(fù)著煤礦生產(chǎn)的安全使命。但是，我國還有一些煤礦企業(yè)仍然在采用傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)來控制三相異步電動機(jī)，無法滿足當(dāng)前形勢下的煤礦生產(chǎn)需求及安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。PLC作為現(xiàn)代工業(yè)自動化控制的主要手段，有著十分廣泛的應(yīng)用。本文首先介紹了煤礦提升機(jī)系統(tǒng)的組成，PLC的相關(guān)知識，重點論述了PLC在煤礦提升機(jī)自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC；煤礦提升機(jī)；自動化

1 引言

作為煤礦的關(guān)鍵設(shè)備，煤礦提升機(jī)擔(dān)負(fù)著煤礦的煤炭、研石、人員、材料和設(shè)備的提升和運送任務(wù)。它的運行對肩負(fù)著煤礦的安全生產(chǎn)。PLC作為現(xiàn)代工業(yè)用控制器，已經(jīng)應(yīng)用到了國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。以PLC為核心的礦井提升機(jī)綜合自動化控制系統(tǒng)，其技術(shù)性能好、事件處理快、可靠性高、維護(hù)調(diào)試方便且控制柜體積小，其交換的信息量大、傳輸距離遠(yuǎn)、外部接線大為減少，且實現(xiàn)了統(tǒng)一編程組態(tài)、集中控制、監(jiān)視和管理。

2 煤礦提升機(jī)系統(tǒng)介紹

2.1 煤礦提升機(jī)

煤礦提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)過程中的重要提升和運輸設(shè)備。從井下采煤工作面開采的煤炭，只有通過礦井運輸與提升環(huán)節(jié)將其運到地面，才能加以利用。煤礦提升機(jī)主要從事以下工作：（1）將井下生產(chǎn)的煤炭運往井上（2）將掘進(jìn)隊開采出來的研石運往地面研石廠（3）運送下井人員（4）運送井下生產(chǎn)所需的材料、設(shè)備。

2.2 煤礦提升機(jī)系統(tǒng)發(fā)展概況

近年來隨著科技的飛速發(fā)展，煤礦提升機(jī)的性能也在不斷提高以適應(yīng)新形勢下的煤炭安全生產(chǎn)要求。90年代后，我國新建礦井從國外引進(jìn)了一部分個數(shù)字控制的電力拖動系統(tǒng)，運行效果很好，但價格昂貴。國內(nèi)相關(guān)行業(yè)科研單位和生產(chǎn)廠家也開始對提升機(jī)個數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，但絕大部分所走的技術(shù)路線是購買國外通用個數(shù)字控制器，然后自己組裝調(diào)試，沒有獨立的知識產(chǎn)權(quán)。

3 PLC技術(shù)

3.1 PLC簡介

PLC是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的英文縮寫，它是為了取代繼電器邏輯控制回路而設(shè)計的綜合了自動控制、微機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)等發(fā)展起來的一種通用、新型的自動化控制設(shè)備。它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、應(yīng)用范圍廣、編程簡單方便。

其用戶程序由使用者按其設(shè)計要求，進(jìn)行編制，用于被控制裝置的運行。編程語言有梯形圖、功能塊、語句表三種。

3.2 PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)的比較

傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，是由輸入設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）、控制線路（由各類繼電器、接觸器、導(dǎo)線連接而成，執(zhí)行某種邏輯功能的線路）和輸出設(shè)備（接觸器線圈、指示燈等）三部分組成。這是一種由物理器件連接而成的控制系統(tǒng)。PLC的梯形圖雖與繼電接觸器控制電路相類似，但其控制元器件和工作方式是不一樣的。PLC梯形圖中軟繼電器是由軟件來實現(xiàn)的，不是真實的硬件繼電器。

4 PLC控制煤礦提升機(jī)系統(tǒng)設(shè)計

4.1 PLC控制的煤礦提升機(jī)電力拖動方案

隨著微電子技術(shù)和電力電子器件的發(fā)展，從上世紀(jì)80年代開始尤其是近年來，交-交變頻器交流拖動電動機(jī)調(diào)速方式在礦井提升機(jī)上開始得到廣泛應(yīng)用。這種方案的運行效率高、控制性能好、體積小、維護(hù)量小，已逐漸成為現(xiàn)今一些大型礦井提升機(jī)傳動方案的首選。

4.2 PLC控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)以PLC為核心，由操作臺和上位機(jī)通過PLC程序控制變頻器帶動電機(jī)，實現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及速度調(diào)節(jié)。使對提升機(jī)的操作更加安全、高效。PLC控制系統(tǒng)裝在主控柜和操作臺，由主機(jī)、通訊板、高速計數(shù)模塊、模擬量I/O板、數(shù)字量I/O板等硬件組成。設(shè)有主備兩套PLC，一套PLC進(jìn)行控制，另一套PLC進(jìn)行輔助監(jiān)聽。當(dāng)任何一套發(fā)生故障時，另一套能及時保護(hù)并發(fā)出命令使提升機(jī)實現(xiàn)安全制動。PLC的應(yīng)用軟件能完成提升機(jī)的驗繩、手動、半自動、檢修等開車方式的控制要求，完成提升機(jī)運行工藝要求的控制功能及各項安全保護(hù)。

5 結(jié)論

礦井提升機(jī)自動化控制的實現(xiàn)，是礦井提升機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步。本文針對傳統(tǒng)提升機(jī)存在的諸多缺點，設(shè)計了一套全新的提升機(jī)控制系統(tǒng)。將可編程控制器引入控制系統(tǒng)，新系統(tǒng)的啟動、停止、安全保護(hù)和安全制動由PLC進(jìn)行控制。隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展和PLC技術(shù)水平的提高，PLC技術(shù)在提升機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用會越來越廣泛。

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