基于PLC控制的變頻調(diào)速在礦井提升機中的運用研究

李小慶

【摘 要】在礦山運輸過程中，礦井提升機扮演著重要的角色，它保證了運輸工作的高效完成。礦井提升機中最為關(guān)鍵的為控制系統(tǒng)，但傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)存在諸多的不足，主要表現(xiàn)在較高的故障率、較差的可靠性、偏低的效率及較大的能耗。為了實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的改進，本文研究了基于PLC控制的變頻調(diào)速在礦井提升機中的運用，在提升機控制系統(tǒng)中運用了可編程控制器與變頻器，此時的控制系統(tǒng)滿足了提升機的運行需求，同時該系統(tǒng)具有一系列的優(yōu)點，如：可靠性、靈活性、簡潔性、節(jié)能性與便捷性等。

【關(guān)鍵詞】PLC 變頻調(diào)速 礦井提升機 運用

近幾年，礦山提升機的控制系統(tǒng)研究得到了廣泛的關(guān)注，主要是由于它直接關(guān)系著提升機的工作效率與工作質(zhì)量，同時其運行的可靠性與安全性直接影響著人員的生命與生產(chǎn)的效率，在此基礎(chǔ)上，為了保證礦井生產(chǎn)能力的提高，促進礦山經(jīng)濟效益的增長，同時實現(xiàn)對相關(guān)人員生命的保護，展開了礦井提升機控制系統(tǒng)的探討。在科學技術(shù)的支持下，在其中運用了PLC控制的變頻調(diào)速，并積極開展了軟件設(shè)計，以此促進了我國提升機控制水平的提升。

1礦井提升機的概況

礦井提升機控制系統(tǒng)在先進技術(shù)的支持下，實現(xiàn)了快速的發(fā)展。在國外，提升機控制系統(tǒng)對可編程控制器進行了積極的運用，并且對計算機與PLC進行了積極的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，促進了提升機安全性、自動化與可靠性的提高。但對于我國提升機控制系統(tǒng)而言，其控制水平相對較低。時至今日，我國礦井提升機控制系統(tǒng)主要應(yīng)用的為交流調(diào)速系統(tǒng)，此設(shè)備較為陳舊，技術(shù)過于落后。為了促進我國提升機控制水平的提升，要對先進的技術(shù)進行積極的應(yīng)用[1]。

礦井提升系統(tǒng)擁有眾多的類型，根據(jù)被提升的對象，主要有主、副井提升機；根據(jù)提升井道角度，主要有豎井與斜井；根據(jù)提升容器，主要有礦車提升、罐籠提升等；同時，根據(jù)提升類型，主要有單繩纏繞式與多繩摩擦式。我國提升機的控制系統(tǒng)主要有串電阻調(diào)速、直流電動機，其中晶閘管的應(yīng)用，促進了控制水平的提升，同時其優(yōu)點較為顯著，如：較小的體積、較高的效率、較少的能耗與平穩(wěn)的調(diào)速等。

2 PLC控制的變頻調(diào)速在礦井提升機中的運用

2.1控制系統(tǒng)的概況

PLC是可編程控制器的簡稱，它作為重要的控制設(shè)備，其優(yōu)勢較為顯著，主要有較高的可靠性、編程的簡便性、良好的適用性及連接的便捷性等。對于提升機電控系統(tǒng)而言，其中運用PLC，使系統(tǒng)運行具有了穩(wěn)定性與可靠性，但對于礦井提升機而言，對其工作環(huán)境及性質(zhì)要給予關(guān)注，在實際運用時，要對系統(tǒng)的工作環(huán)境有所了解，其中的電磁干擾較為嚴重，因此，PLC要擁有良好的抗干擾性，同時要選擇冗余結(jié)構(gòu)與模塊式結(jié)構(gòu)等。

2.2變頻調(diào)速的運用

在調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展過程中，直流調(diào)速扮演著重要的角色，主要是由于其調(diào)速具有較高的精度，其控制較為容易，但其缺點表現(xiàn)在過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、較差的適應(yīng)性與較弱的過流能力，因此，其應(yīng)用范圍相對較小。通過生產(chǎn)實踐與理論研究二者的有機結(jié)合，推動了交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展，其應(yīng)用的范圍在逐年擴大。在先進技術(shù)的支持下，交流調(diào)速系統(tǒng)擁有了較高的性能，其發(fā)展主要經(jīng)歷了以下時期，分別為電壓/頻率恒定控制、矢量變換控制與直接轉(zhuǎn)矩控制[2]。

提升機控制系統(tǒng)對變頻調(diào)速控制進行了運用，其優(yōu)點是顯著的，主要有較大的調(diào)速范圍、平滑的與高精度的調(diào)速、良好的動態(tài)品質(zhì)與節(jié)電效果。提升機要注重對變頻器的選用，其選擇依據(jù)為負載特性，通過對提升機負載的分析可知，恒轉(zhuǎn)矩負載特性是其負載特性，在此情況下，對變頻器的低頻轉(zhuǎn)矩提升能力與短時過流能力均有著較高的要求，因此，在選擇時要對其給予高度的關(guān)注，此時的變頻器可以為矢量控制或者直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器，二者均滿足了提升機的運行需求。

2.3軟件設(shè)計的開展

變頻提速系統(tǒng)通過軟件設(shè)計，保證了系統(tǒng)的安全性與可靠性，此時，需要控制提升機的物理量，如：深度、速度與控制單元等，對其監(jiān)控主要是借助工控機、組態(tài)軟件、打印機等共同實現(xiàn)的。對于PLC而言，此時的軟件設(shè)計是其上位機，其監(jiān)控方式為通信，對于提升機的輕重故障實現(xiàn)了自診斷，同時能夠?qū)崟r顯示其深度、速度與壓力等；組態(tài)軟件的構(gòu)成主要有組態(tài)環(huán)境與運行環(huán)境，二者具有一定的獨立性，同時也保持著一定的聯(lián)系。

組態(tài)軟件屬于新型軟件開發(fā)技術(shù)，在硬件組態(tài)、圖像組態(tài)與數(shù)據(jù)組態(tài)的共同作用下便可以實現(xiàn)軟件的開發(fā)，其優(yōu)點主要有簡便的開發(fā)、較短的周期、較強的通用性與良好的可靠性等。

提升機的監(jiān)控系統(tǒng)主要是為了保證其運行的安全性與可靠性，通過對提升機工藝與控制要求的了解，實現(xiàn)了對軟件結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計，在此基礎(chǔ)上，對運行實現(xiàn)了實時的監(jiān)控，此時的監(jiān)控系統(tǒng)具有一系列的優(yōu)點：其一，獨立的監(jiān)視終端裝置，其二，控制裝置是由PLC構(gòu)成的，其系統(tǒng)具有冗余性，保證了其安全與可靠；其三，擁有豐富的功能，如：監(jiān)視的全速性與連續(xù)性，同時對停車位置與運動方向均可以進行有效的監(jiān)視。

對于煤礦提升機而言，其工作環(huán)境較為惡劣，對PLC有著嚴重的影響，主要表現(xiàn)在較為嚴重的干擾，為了降低其影響，要采取一定的手段，主要有屏蔽電纜的使用、保護接地的采取、通風環(huán)境的選擇等[3]。

3結(jié)語

綜上所述，本文主要研究了基于PLC控制的變頻調(diào)速在礦井提升機中的運用，通過變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的使用，保證了提升機運行的安全性與可靠性，同時煤礦生產(chǎn)也具有了節(jié)能、便捷與高效等特點。

參考文獻：

[1]劉琨，朱紅波.基于PLC控制的多段變頻調(diào)速在礦井提升機中的應(yīng)用[J].河北能源職業(yè)技術(shù)學院學報，2014，03：57-58+61.

[2]陳經(jīng)艷.礦用提升絞車PLC控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].中南大學，2012.

[3]艾國.基于PLC礦井提升機變頻控制系統(tǒng)的應(yīng)用[D].西安科技大學，2010.