基于PLC礦井提升機電氣控制系統(tǒng)改造分析

許登科（滁州銅鑫礦業(yè)有限責(zé)任公司，安徽 滁州 239011）

?

基于PLC礦井提升機電氣控制系統(tǒng)改造分析

許登科（滁州銅鑫礦業(yè)有限責(zé)任公司，安徽 滁州 239011）

隨礦井提升機在礦山中是用來運輸?shù)V石、材料、人力等等的主要運輸設(shè)備?，F(xiàn)對PLC礦井提升機進行了技術(shù)上的改造，在進行一些改變之后繼續(xù)投入到日常的應(yīng)用中，在保證正常使用的同時，發(fā)現(xiàn)更加節(jié)省了電能，體現(xiàn)了經(jīng)濟技術(shù)的效應(yīng)，說明該改造是可以用來大力借鑒的。

PLC礦井提升機；電氣控制系統(tǒng)；改造

目前該礦正在使用的是TKD控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的主要原理是使用繼電器進行主要的裸機控制，其有多觸電的特性，使邏輯控制更加合理方便。磁放大器是模擬量的核心關(guān)節(jié)，它可以綁著TKD系統(tǒng)進行閉環(huán)的調(diào)節(jié)。當(dāng)繼電器進行任務(wù)操作控制的時候，需要經(jīng)由一些列有序的工作步驟，進而改變接線狀態(tài)，從而對系統(tǒng)進行修改。

1　提升機電控制系統(tǒng)的不足

傳統(tǒng)的礦井提升機控制系統(tǒng)主要采用繼電器——接觸器進行控制，這類提升機通常在電動機轉(zhuǎn)子回路中串接附加電阻進行啟動和調(diào)速。這種控制系統(tǒng)存在可靠性差、操作復(fù)雜、故障率高、電能浪費大、效率低、難以實現(xiàn)現(xiàn)代化管理的礦井等缺點。機電控制系統(tǒng)其實有許多的不足，主要體現(xiàn)在以下五個方面：

1.1可靠性、穩(wěn)定性差

提升機電控制系統(tǒng)包含許多種原件，其中包括繼電器和接觸器等等，這些在提升機電控制系統(tǒng)中都占用了很大的空間，在進行工作的時候不僅消耗大量的電力，還會產(chǎn)生大量的噪音。除此之外，這些東西還容易出現(xiàn)故障，進行控制任務(wù)的時候靈敏度低，它的使用壽命也相對短一些，所以在可靠性和穩(wěn)定性上就呈現(xiàn)較差的狀態(tài)。

1.2罐籠停車時間不確定

提升機電控制系統(tǒng)在工作的過程中，罐籠的重量持續(xù)的進行變化，我們對加速進行了事先的參數(shù)預(yù)計，但是到真正的加速過程中就會發(fā)現(xiàn)有時會相差甚遠，這樣便會導(dǎo)致罐籠停車時間不準(zhǔn)確，時而提前，時而推遲。

1.3不能保證精確度

提升機電控制系統(tǒng)工作時的主要控制器是磁放大器，所以該系統(tǒng)并不能保證其精確度和穩(wěn)定性。

1.4故障不能及時排查

提升機電控制系統(tǒng)在進行工作的時候容易出現(xiàn)故障，然而在發(fā)生故障的時候并不能直觀的看出出現(xiàn)工作的數(shù)據(jù)和參數(shù)，導(dǎo)致并不能及時地解決發(fā)生的故障，以至于影響該系統(tǒng)的正常工作。

1.5提升機無法調(diào)速

提升機電控制系統(tǒng)不能進行速度的控制，在向上提升的時候產(chǎn)生了很大的沖擊力，同時落地的時候也是，對工作人員的人身安全造成了威脅。

2　基于PLC礦井提升機電氣控制系統(tǒng)及優(yōu)勢

近年來，計算機科技有了飛快的發(fā)展，其中PLC得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，它想多與其他技術(shù)具有自動化、可靠性和安全性等的優(yōu)勢，利用其發(fā)展優(yōu)勢，使其在現(xiàn)代化的自動化工業(yè)生產(chǎn)中有了飛快的發(fā)展和利用。將PLC應(yīng)用于礦井提升機控制系統(tǒng)，用PLC中大量的軟元件代替原電控系統(tǒng)中的接觸器和繼電器，完成了PLC對原有系統(tǒng)的改造；結(jié)合PLC特點，在系統(tǒng)中實現(xiàn)了安全回路的雙冗余；在系統(tǒng)主回路的改造中，設(shè)計了采用可控硅取代空氣接觸器控制逐級切除電阻的啟動控制方式，并分析了改造后系統(tǒng)可控硅調(diào)速的基本原理及特性；改造后的提升機系統(tǒng)有較好節(jié)能效果?，F(xiàn)場調(diào)試和運行表明，該系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，控制精度高，操作簡單，完全可以滿足煤礦實際生產(chǎn)需要。

PLC通過軟件編程對控制系統(tǒng)進行操作，不要看該系統(tǒng)有許多的控制工作，但是其控制線路卻不復(fù)雜，相對較為簡單。PLC中也存在輸入和輸出的回路，在輸入和輸出的回路中安裝了隔離抗干擾和保護的裝置，以循環(huán)掃描作為系統(tǒng)工作時程序運行的運作方式。與此同時，為了能夠更加及時地處理系統(tǒng)中可能存在的故障，PLC還提供故障的檢測程序，在出現(xiàn)故障的時候便啟動該程序，以便于更加直觀的看到故障原因和運行參數(shù)，體現(xiàn)了其可靠性。PLC是分模塊管理的，所以更方便進行管理和維護。

3　提升機電氣控制的改造

通過上述的分析，發(fā)現(xiàn)基于PLC的礦井提升機電氣控制系統(tǒng)更加具有優(yōu)勢，于是對現(xiàn)有的提升機電控系統(tǒng)進行改造。

3.1改造要求

經(jīng)過實際的使用和調(diào)查，PLC在提升機電控制系統(tǒng)上有穩(wěn)定性和可靠性的優(yōu)勢，在對機電控制系統(tǒng)進行改造的過程中，要主要一定要按照改造要求進行。

在提升機系統(tǒng)進行運轉(zhuǎn)工作的過程中經(jīng)常會受到電磁的影響，導(dǎo)致工作機能下降，所以要選擇具有很好的電磁兼容性的PLC型號，這樣便可保證在提升機系統(tǒng)進行工作的時候不受電磁的干擾，保持良好的導(dǎo)磁性能，所以在選料的時候要首先注意選擇具有導(dǎo)磁機能且機能較好的材料。

在提升機系統(tǒng)進行運轉(zhuǎn)工作的時候其原件容易出現(xiàn)故障，這些就會導(dǎo)致PLC的可靠性降低。經(jīng)過實踐證明得知，PLC的輸入和輸出設(shè)備是最大的問題，在這兩個接口處易發(fā)生故障。為了預(yù)防這個問題的導(dǎo)致不好的結(jié)果，要采用冗余結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生故障，便可采用備用的裝置，保證系統(tǒng)的正常運行。

在提升機系統(tǒng)進行運轉(zhuǎn)工作的時候如果出現(xiàn)故障，要立即進行修復(fù)，為保證修復(fù)的正常進行，要選擇使用模塊式的結(jié)構(gòu)。某一個模塊出現(xiàn)故障，可以在最短的時間內(nèi)對該部分進行更換，同時也便于進行及時的修復(fù)，保證了系統(tǒng)的正常運行。

3.2PLC選型

通過進一步地了解和實際的結(jié)合，提升機電控系統(tǒng)將原有的連接線形式的邏輯控制改變?yōu)镻LC軟件編程形式的控制管理，進行改造之后，還是按照原來的操作方式，各個地方的功能和使用方式都一樣，就只是主要控制方式發(fā)生了變化，通過PLC進行控制任務(wù)。

在進行PLC改造之后，PLC系統(tǒng)和上位機有相同的設(shè)備，PLC通過軟件編程對控制系統(tǒng)進行操作，不要看該系統(tǒng)有許多的控制工作，但是其控制線路卻不復(fù)雜，相對較為簡單。兩者聯(lián)合就形成了一個完整的系統(tǒng)，就是我們所說的提升機電控制系統(tǒng)。

4　改造結(jié)果分析

經(jīng)過基于PLC改造之后的提升機電控系統(tǒng)已經(jīng)投入到正常的使用中，再投入使用的時間內(nèi)結(jié)合實際，該系統(tǒng)并未危險任何的問題，也沒有出現(xiàn)大大小小的故障，充分發(fā)揮了其可靠性，為企業(yè)取得了更多的經(jīng)濟效益和技術(shù)支持PLC通過軟件編程對控制系統(tǒng)進行操作，不要看該系統(tǒng)有許多的控制工作，但是其控制線路卻不復(fù)雜，相對較為簡單。PLC中也存在輸入和輸出的回路，在輸入和輸出的回路中安裝了隔離抗干擾和保護的裝置，以循環(huán)掃描作為系統(tǒng)工作時程序運行的運作方式。

該系統(tǒng)在運行工作的時候，啟動和停止的時候產(chǎn)生了較小的沖擊，對速度也有了充分的控制，使其有了更加平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)。除此之外，為了能夠更加及時地處理系統(tǒng)中可能存在的故障，PLC還提供故障的檢測程序，在出現(xiàn)故障的時候便啟動該程序，以便于更加直觀的看到故障原因和運行參數(shù)，體現(xiàn)了其可靠性。PLC是分模塊管理的，所以更方便進行管理和維護。該系統(tǒng)操作跟以前沒什么不同，操作簡單，節(jié)省了勞動多余的付出，在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時提升了工作的效率。該設(shè)備的重量小，所占用的空間也較小，在安裝、使用和修復(fù)的時候都比較方便和輕松。除此之外，該系統(tǒng)在運行的時候也不會產(chǎn)生很大的噪音，也減少了電量的使用，提升了經(jīng)濟效益。

5　結(jié)束語

經(jīng)過以上對原始提升機電控制系統(tǒng)的介紹、PLC礦井提升機電氣控制系統(tǒng)及優(yōu)勢的分析、提升機電氣控制的具體改造以及改造結(jié)果的觀察，我們得知基于PLC礦井提升機電氣控制系統(tǒng)改造之后很好的填補了原始系統(tǒng)的缺漏，改善了元始系統(tǒng)存在的問題，在保證良好運行工作的同時，降低了工作成本，提升了系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。我們要更加關(guān)注PLC之類的計算機編程技術(shù)的發(fā)展，積極利用其最新的發(fā)展成果，結(jié)合實際對其進行合理的分析之后進行更好的利用。積極學(xué)習(xí)有關(guān)于礦業(yè)的發(fā)展新技術(shù)，不斷地提高該系統(tǒng)的整體性能，完善工作中存在的不足。

［1］石磊，張洛平，王會良.PLC在TKD-A系列礦井提升機電控系統(tǒng)改造中的應(yīng)用［J］.煤礦機械，2009（08）.

［2］姚書波.淺議我國礦井提升機電氣傳動系統(tǒng)的發(fā)展［J］.科技信息（科學(xué)教研），2007（19）.

［3］韓凌玲，錢 彬.基于計算機的礦井提升機監(jiān)控系統(tǒng)研究［J］.煤炭技術(shù)，2013（03）.

2016-6-1

TD633

A

2095-2066（2016）17-0071-02