基于PLC的煤礦壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用

呂瑞騰+查守華

摘 要：壓風(fēng)機(jī)作為礦山主要設(shè)備，擔(dān)負(fù)著向井下氣動(dòng)工具提供動(dòng)力，在壓風(fēng)自救時(shí)能夠提供新鮮空氣的重要任務(wù)。傳統(tǒng)的煤礦壓風(fēng)控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度不高，壓風(fēng)機(jī)啟停及輪換控制均由人工操作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定恒壓供氣，同時(shí)設(shè)備運(yùn)行無(wú)法實(shí)現(xiàn)均勻磨損，這樣便縮短了設(shè)備使用壽命，影響礦井安全生產(chǎn)。而采用PLC 為控制核心的可編程系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)精確的恒壓供氣控制，提高了礦井壓風(fēng)系統(tǒng)的可靠性。本文重點(diǎn)論述基于PLC的煤礦壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的缺陷與應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞： PLC；煤礦；壓風(fēng)機(jī)；自動(dòng)控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.084

0 引言

在大型的煤礦企業(yè)供氣部門中，壓風(fēng)機(jī)屬于一種非常重要的裝置，其工作特點(diǎn)會(huì)從某種程度上制約到煤礦企業(yè)的順利生產(chǎn)。作為煤礦風(fēng)動(dòng)機(jī)械動(dòng)力源的壓風(fēng)機(jī)承擔(dān)的任務(wù)是生產(chǎn)煤礦壓縮空氣，將風(fēng)動(dòng)力提供給煤礦生產(chǎn)。為此，對(duì)壓風(fēng)機(jī)的工作現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)時(shí)與系統(tǒng)地把握，且適當(dāng)?shù)乜刂茐猴L(fēng)機(jī)，有助于煤礦生產(chǎn)效率的提升、能源的節(jié)省、生產(chǎn)安全性的實(shí)現(xiàn)。

1 基于PLC的煤礦壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)

PLC程序是在機(jī)械裝置上安裝標(biāo)準(zhǔn)版本的軟件STEP7，且設(shè)計(jì)好一系列的參數(shù)，然后借助編程軟件MICRO＼WIN實(shí)現(xiàn)編輯與操作，借助通用的功能切（FB＼FC）、組織塊（OB）、數(shù)字塊（DB）等對(duì)結(jié)構(gòu)相同或者是相似、功能接近的程序進(jìn)行編寫。壓風(fēng)機(jī)針對(duì)控制的方位、力度等一系列參數(shù)有著相應(yīng)的指標(biāo)，而PLC能夠使這一系列的指標(biāo)實(shí)現(xiàn)，像是控制處理與傳輸信號(hào)，以及一定的閉鎖功能的實(shí)現(xiàn)等等，然后借助上位計(jì)算機(jī)來(lái)傳輸與呈現(xiàn)數(shù)據(jù)信息。（1） PLC控制柜。PLC系統(tǒng)的中心組成部分是西門子S7——200PLC，可以控制場(chǎng)地，具備非常多功能的模塊與人機(jī)界面，在進(jìn)行操作的時(shí)候能夠?qū)崿F(xiàn)選擇的因地性與因時(shí)性，模塊化的構(gòu)造配置有軟件系統(tǒng)（Profibus、工業(yè)以太網(wǎng)等），跟上位計(jì)算機(jī)借助通信接口實(shí)現(xiàn)對(duì)話，其特點(diǎn)是配置科學(xué)優(yōu)化性、技術(shù)可行性等，可以有效地采集一系列風(fēng)壓機(jī)的保護(hù)與工作信息參數(shù)、自動(dòng)控制空氣壓力數(shù)據(jù)等，以及向一系列分接口與輸出管路匯總。在PLC控制柜當(dāng)中重點(diǎn)的零件是空氣開(kāi)關(guān)、觸摸屏、接線端子、避雷器、模擬量拓展塊等，這有助于優(yōu)化的便捷操作和及時(shí)地監(jiān)控裝置的狀態(tài)。像是借助觸摸屏，作業(yè)人員或者是監(jiān)管工作者可以迅速與便捷地查詢監(jiān)測(cè)到的風(fēng)壓機(jī)的一系列參數(shù)，再修改設(shè)計(jì)的參數(shù)指標(biāo)，從而使就地控制實(shí)現(xiàn)。（2）PLC傳感器。針對(duì)施工當(dāng)中要求的實(shí)時(shí)物理量的采集，應(yīng)當(dāng)借助場(chǎng)地的傳感器進(jìn)行，其輸出的電流信號(hào)指標(biāo)是4mA——20mA，借助RVVP二線電纜向外傳輸信號(hào)，然后借助PLC控制柜實(shí)現(xiàn)接收的分類化。其中的電流、電量、電功率、溫度等一系列要素都是基于PLC系統(tǒng)的場(chǎng)地傳感器的關(guān)鍵部分，能夠劃分安裝的區(qū)域?yàn)橄旅鎺追N：先是將一臺(tái)壓力傳感器與一臺(tái)溫度傳感器安裝在一級(jí)、二級(jí)氣缸當(dāng)中，進(jìn)而能夠有效、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)有關(guān)的壓力參數(shù)以及環(huán)境的可靠性、溫度、濕度等。其次，將綜合電量的開(kāi)停傳感器與監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝在供電電路當(dāng)中，進(jìn)而有效地監(jiān)測(cè)與采集電機(jī)的電壓電流、功率、輸出頻率等參數(shù)，然后借助集分站RS485接口與RS485總線實(shí)現(xiàn)連接。再次，將壓力傳感器安裝在壓風(fēng)機(jī)齒輪油泵排油管路以及總管口出口位置，然后設(shè)計(jì)好冷水器與風(fēng)包間的壓力傳感器，進(jìn)而使壓風(fēng)機(jī)油壓與分管理壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)。在供水狀況的水泵冷卻水的風(fēng)包、出水管路、進(jìn)水管路以及冷卻水管路的入口等位置安裝溫度傳感器，進(jìn)而及時(shí)地監(jiān)控風(fēng)包溫度、進(jìn)水和出水溫度、冷卻水管路的運(yùn)行現(xiàn)狀等。（3）煤礦壓風(fēng)機(jī)當(dāng)中PLC軟件的作用。在壓風(fēng)機(jī)中設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)，不但能夠全面地監(jiān)管管道流量、管內(nèi)壓、排氣的溫度和壓力等，而且還能夠把監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)存檔，從而方便查詢報(bào)警信息和數(shù)據(jù)信息。除此之外，還可以打印監(jiān)測(cè)到的電機(jī)的工作現(xiàn)狀、電功率、電壓、電流等數(shù)據(jù)報(bào)表信息。PLC系統(tǒng)還能夠受到流動(dòng)性要素（監(jiān)測(cè)片段、監(jiān)測(cè)時(shí)間多少等）對(duì)各種曲線的表達(dá)形式進(jìn)行繪制，從而體現(xiàn)出自動(dòng)化與智能化。

2 基于PLC的煤礦壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的缺陷與應(yīng)對(duì)措施

（1）基于PLC的煤礦壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的缺陷。盡管基于不斷提升的科技水平影響下，國(guó)內(nèi)煤礦提高了自身生產(chǎn)的智能化、自動(dòng)化、機(jī)械化能力，可是相比較于其它有著先進(jìn)科技的發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)講，依舊面臨不少缺陷，尤其是風(fēng)壓機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)面臨非常大的缺陷。像是盡管可以全面地管理、監(jiān)測(cè)煤礦機(jī)電的電壓和電流以及壓風(fēng)機(jī)的工作現(xiàn)狀等要素，可是獲得的信息數(shù)據(jù)缺少相應(yīng)的指標(biāo)，不可以共享數(shù)據(jù)信息資源，也難以有效地控制有關(guān)的裝置。這一系列不確定的技術(shù)與要素直接影響到生產(chǎn)的安全性，也難以推動(dòng)煤礦企業(yè)的發(fā)展與生產(chǎn)。（2）應(yīng)對(duì)PLC煤礦壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的措施。針對(duì)技術(shù)稚嫩也需要在生產(chǎn)過(guò)程中投入的缺陷，煤礦企業(yè)能夠?qū)W習(xí)與引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，積極地培養(yǎng)有關(guān)專業(yè)的技術(shù)工作者。其中，針對(duì)缺少理論知識(shí)而經(jīng)驗(yàn)豐富的操作者而言，應(yīng)當(dāng)注重業(yè)務(wù)培訓(xùn)，從而實(shí)現(xiàn)自身業(yè)務(wù)素質(zhì)的提升。不但這樣，還應(yīng)當(dāng)規(guī)范與統(tǒng)一煤礦企業(yè)的一系列監(jiān)測(cè)參數(shù)與指標(biāo)，有效地建設(shè)共享數(shù)據(jù)信息資源的平臺(tái)，進(jìn)而推動(dòng)技術(shù)的創(chuàng)新與溝通，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)防、發(fā)現(xiàn)、分析、處理問(wèn)題的終極效果，最終大大地提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與生產(chǎn)安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，傳統(tǒng)的煤礦企業(yè)壓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)業(yè)已難以跟煤礦企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需要相符合，而PLC軟件的應(yīng)用顯得十分迫切。在科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展的時(shí)代，我國(guó)在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中的壓風(fēng)機(jī)采用了以 PLC 軟件的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)采集處理、數(shù)據(jù)上傳、故障警示報(bào)警、自動(dòng)控制等功能一體化的目標(biāo)，為礦井作業(yè)的數(shù)字化時(shí)代奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也減少了安全事故的發(fā)生以及企業(yè)的生產(chǎn)成本，進(jìn)而確保煤礦企業(yè)機(jī)電裝置的智能化與自動(dòng)化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]許峰，孫慧峰，趙海峰.基于PLC的煤礦風(fēng)機(jī)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].煤炭技術(shù)，2014（03）：143-145.

[2]肖有洋，谷志剛，高沖等.ABPLC在風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中的冗余設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].科技信息，2011（22）：773.

[3]王衛(wèi)東，田金云，張成聯(lián).基于S7-300PLC的煤礦壓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)[J].礦山機(jī)械，2010（21）：35-37.

[4]張宏明.基于PLC的煤礦風(fēng)機(jī)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].煤炭技術(shù)，2013（01）：54-56.

作者簡(jiǎn)介：呂瑞騰（1988- ），男，山東濟(jì)寧人，本科，助理工程師，主要從事機(jī)電管理工作。endprint