PLVC控制器在煤礦掘進機的應(yīng)用分析

張奇功

（神木匯森涼水井礦業(yè)有限責任公司 榆林市 719319）

PLVC控制器在煤礦掘進機的應(yīng)用分析

張奇功

（神木匯森涼水井礦業(yè)有限責任公司 榆林市 719319）

PLC以其自身諸多的優(yōu)點，在電氣控制領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，PLVC是PLC的擴展，它將電氣系統(tǒng)控制與液壓元件控制相融合，省去了輸出模擬信號轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，可直接對液壓伺服閥進行控制?；诖它c，本文首先簡要闡述了PLVC控制器的特點，在此基礎(chǔ)上對PLVC控制器在煤礦井下掘進機設(shè)備中的應(yīng)用進行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)蜻M機整體性能的提升有所幫助。

PLVC；控制器；掘進機

1 PLVC控制器的特點

PLVC是一種閥用可編程邏輯控制器，它是PLC的擴展應(yīng)用，通過該控制器可直接對電磁閥進行驅(qū)動，其適用于復雜的液壓系統(tǒng)，可在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，通過有線或是無線連接，實現(xiàn)壓力、速度、加速度等運動的控制。PLVC的特點主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

1.1 經(jīng)濟性

在對基于現(xiàn)場總線技術(shù)的產(chǎn)品進行設(shè)計開發(fā)時，最主要的目標之一是降低系統(tǒng)及工程成本，PLVC集成了電氣控制和液壓控制兩個方面，通過一種控制器的應(yīng)用可以達到多種控制目的，符合降低成本的要求，由此可見，其具有較高的經(jīng)濟性。

1.2 易于操作

PLVC使用了靈活性較強的編程語言，并為用戶提供了友好的人機交互界面，初次接觸的用戶也能夠按照提示完成液壓系統(tǒng)參數(shù)的修改及故障監(jiān)控，同時，PLVC還能自由編寫各種控制程序，給用戶的操作提供了極大的方便。

1.3 安全可靠

PLVC控制器采用總線代替1對1的I/O連線，由此使得接線點大幅度減少，對于規(guī)模較大的系統(tǒng)而言，越少的接線點穩(wěn)定性和可靠性越高。同時，PLVC還具電磁兼容、抗沖擊、抗震動、自診斷和防短路等功能，這使其運行更加安全。

鑒于PLVC的上述優(yōu)點，該控制器現(xiàn)已在工程控制領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。下面本文重點對PLVC控制器在煤礦井下掘進機設(shè)備中的應(yīng)用進行論述。

2 PLVC控制器在煤礦掘進機中的應(yīng)用

掘進機是煤礦井下施工作業(yè)的重要設(shè)備之一，主要用于巷道開鑿，分為開敞式和護盾式兩種，由行走機構(gòu)、工作機構(gòu)、裝運和轉(zhuǎn)載機構(gòu)組成。掘進機中包括機械、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，若是某個部分出現(xiàn)故障，都會對掘進機的作業(yè)造成影響。為了減少故障問題的發(fā)生，應(yīng)當進一步提高整機的性能，鑒于此，本文將PLVC控制器應(yīng)用于掘進機中，借此來提升設(shè)備各方面的性能。

2.1 PLVC的構(gòu)成

在煤礦井下掘進機中的，PLVC是該設(shè)備電氣系統(tǒng)的控制核心，為了達到有效控制的目的，可以選用PLVC4，并以其作為主控制器，該控制器的供電電源為DC24V，具備4路模擬量輸入和3路數(shù)字量輸入，同時還具備4路輸出，主要用于比例電磁鐵或開關(guān)閥，控制器最大驅(qū)動電流為2200mA，在不配置放大器的前提下，可對比例電磁鐵進行直接驅(qū)動。

（1）主控制器。它是掘進機設(shè)備的控制中心，為提高控制能力，可以選用兩臺PLVC4控制器。其中一臺作為主站，設(shè)計為IPWM驅(qū)動型，用來驅(qū)動需要調(diào)節(jié)速度的電磁閥，如截割壁回轉(zhuǎn)、升降、行走等；另一臺控制器作為從站，主要用以驅(qū)動星輪、運輸、轉(zhuǎn)載的正反轉(zhuǎn)及鏟板的升降。

（2）安全柵。該設(shè)備通常安裝在煤礦井下巷道內(nèi)的安全場所，是本質(zhì)安全型電氣設(shè)備與非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備間的連接設(shè)備，其可以將竄入到現(xiàn)場本安設(shè)備中的能量限制在安全值內(nèi)，從而保證現(xiàn)場設(shè)備、人員及生產(chǎn)作業(yè)的安全性。

2.2 主要功能模塊的設(shè)計

（1）操作站模塊。實踐表明，本質(zhì)安全型操作站，不但能夠縮小操作站的空間，而且還便于操作站與電控箱的連接，由此能夠降低掘進機的高度，減少接線，有助于系統(tǒng)維護。操作站的顯示畫面可以顯示出如下內(nèi)容：掘進機機型標志、故障、報警文本等；當前時間；掘進機當前動作或最后一次動作；電動機數(shù)據(jù)、故障狀態(tài)及傳感器數(shù)據(jù)等。除此之外，操作站還能夠顯示出電動機的故障代碼及停機原因，為操作者和維修人員提供參考，為故障的快速處理提供依據(jù)。

（2）漏電監(jiān)測模塊。井下巷道掘進機的工作電壓以660V和1140V為主，由于這兩種電壓等級的漏電閉鎖值有所差別，因此，在PLVC應(yīng)用中，要合理設(shè)計漏電檢測模塊。試驗表明，在660V的電壓等級下，動作值為22kΩ，返回值33kΩ，二在1140V的電壓等級下，動作值則為40kΩ，返回值為60kΩ。該檢測模塊與PLVC主控制器之間以通信方式進行連接，PLVC按照控制系統(tǒng)狀態(tài)來決定漏電閉鎖的啟閉，及電壓等級的切換。為避免高壓侵入該模塊當中，PLVC主控器可以實時對漏電檢測狀態(tài)進行監(jiān)測，若是發(fā)現(xiàn)通信異?；蚴腔芈饭收希銜⒓撮]鎖電動機的啟動，由此確保了掘進機的作業(yè)安全。

2.3 PLVC軟件設(shè)計

PLVC控制器采用STL語言進行程序編輯，由此能夠?qū)崿F(xiàn)比例閥接線的斷線及短路檢測等功能，借助通信方式，可將信息傳輸給操作站進行顯示。通過終端配置軟件，能夠配置各主要通道輸出電流最大值的升降時間、CAN地址、通信速度等，同時還能將配置數(shù)據(jù)下載保存，為快速出廠化配置的實現(xiàn)提供了可能。

3 結(jié)論

綜上所述，掘進機作為煤礦井下重要的采掘設(shè)備，其性能直接關(guān)系到采掘作業(yè)效率和煤炭產(chǎn)量，為了提高掘進機的整機性能，可以將PLVC控制器應(yīng)用于掘進機的電氣系統(tǒng)控制當中。由于PLVC控制器安全可靠、易于操作，加之其經(jīng)濟性較高，因此，可在掘進機電氣控制中推廣應(yīng)用，這對于煤礦經(jīng)濟效益的提升具有重要意義。

[1]孫孟莉.連續(xù)掘進敞開式全斷面巖石掘進機控制系統(tǒng)的研究[J].華北電力大學學報，2012（10）：99～101.

[2]倪繼勇.自移式掘進機輔助支護設(shè)備液壓控制系統(tǒng)的研究[J].遼寧工程技術(shù)大學學報，2012（11）：56～58.

[3]范來華，許東來，張宏宇.基于液壓伺服驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)的自行走掘進機控制方法探討[J].液壓與氣動，2013（12）：78～80.

[4]胡國良，龔國芳，楊華勇.盾構(gòu)掘進機推進液壓系統(tǒng)壓力流量復合控制分析[J].煤炭學報，2013（4）：73～75.

TD421

A

1004-7344（2016）06-0265-01

2016-2-8

張奇功（1973-），男，山東濟寧人，機電工程師，研究方向為煤礦機電。