PLC與變頻器在井下帶式輸送機(jī)集控系統(tǒng)的應(yīng)用研究

馮 凱，陳 冰

（漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 漯河 462000）

1 井下帶式輸送機(jī)集控系統(tǒng)更新前存在的問(wèn)題

一般情況下，一些工業(yè)單位使用大多是雙滾筒三機(jī)拖動(dòng)形式的帶式輸送機(jī)。這種規(guī)格的帶式輸送機(jī)，其工作原理是通過(guò)三臺(tái)轉(zhuǎn)速額定的450kW高壓異步電動(dòng)機(jī)，利用液力耦合器和減速器的聯(lián)合作用力來(lái)驅(qū)動(dòng)滾筒。雖然這種帶式輸送機(jī)也能夠創(chuàng)造出可觀的效益，但不可否認(rèn)的是，該設(shè)備在實(shí)際操作和日常維護(hù)工作上仍存有一些弊端。例如：運(yùn)轉(zhuǎn)速度的調(diào)試范圍和精準(zhǔn)度有限，電機(jī)很難做到完美地軟啟動(dòng)、以及軟停車等。又由于該設(shè)備的啟動(dòng)電流過(guò)大，電網(wǎng)電壓極易出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)，而且各個(gè)電機(jī)的負(fù)載量并不平衡，必然會(huì)導(dǎo)致電機(jī)灼燒情況的出現(xiàn)。因此，改善井下帶式輸送機(jī)的集控系統(tǒng)，刻不容緩。

2 井下帶式輸送機(jī)集控系統(tǒng)更新后的基本構(gòu)成

（1）井下帶式輸送機(jī)的硬件系統(tǒng)構(gòu)成。井下帶式輸送機(jī)在應(yīng)用了P蘊(yùn)C與變頻器技術(shù)后，其集控系統(tǒng)發(fā)生改變。更新后的集控系統(tǒng)主要分為兩大模塊——信號(hào)采集系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)。信號(hào)采集系統(tǒng)的主要職能是收集工作現(xiàn)場(chǎng)范圍內(nèi)的開關(guān)量、模擬量信號(hào)，例如：電機(jī)的開關(guān)狀態(tài)，輸送帶是否出現(xiàn)打滑、跑偏等現(xiàn)象，該系統(tǒng)的執(zhí)行器構(gòu)件則主要是各個(gè)類型的傳感器以及繼電器。而信號(hào)處理系統(tǒng)的主要職能則是調(diào)控工作現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)運(yùn)算和顯示情況，具體運(yùn)作過(guò)程則需要P蘊(yùn)C、ABB變頻器，以及MCGS工控組態(tài)軟件等技術(shù)的綜合調(diào)配。同時(shí)，該設(shè)備還利用CC-蘊(yùn)ink網(wǎng)絡(luò)和PROFIBUS總線等技術(shù)，確保各部分的構(gòu)件與集控系統(tǒng)能夠完美結(jié)合，以促進(jìn)各項(xiàng)工作的順利開展。

（2）集控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成以及變頻參數(shù)設(shè)置。通過(guò)P蘊(yùn)C與變頻器的應(yīng)用，井下帶式輸送機(jī)的集控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成也隨之更新。其控制層面使用的是CC-蘊(yùn)ink網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)以控制箱的P蘊(yùn)C主站為核心，并由CC-蘊(yùn)ink主站部件，以及機(jī)尾箱P蘊(yùn)C分站統(tǒng)一組合而來(lái)，其能夠有效地實(shí)現(xiàn)主斜井的1200m信息通訊工作。通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：對(duì)于電機(jī)的交流傳動(dòng)問(wèn)題，最佳處理方案是直接轉(zhuǎn)矩控制，它可以直接控制所有交流電機(jī)的核心變量。而集中控制過(guò)程中，有三種不同的工作頻率可供選擇，分別代表了300、600、1491這三個(gè)速度值。只要選定其中的一臺(tái)變頻器并設(shè)置為主機(jī)，剩下的兩臺(tái)設(shè)置為從機(jī)，并且參數(shù)的設(shè)置與主機(jī)大體相似，即可確保具體操作前的準(zhǔn)備工作。

3 PLC與變頻器在井下帶式輸送機(jī)集控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

（1）操作臺(tái)的選擇開關(guān)方面。操作臺(tái)的選擇開關(guān)一共有五個(gè)——閉鎖、就地、檢修、集控、單動(dòng)，五個(gè)檔位分別代表不同的工作職能，具備著不同的操作效果。例如：設(shè)定為閉鎖檔時(shí)，控制箱的P蘊(yùn)C即顯示為不運(yùn)行狀態(tài)，集控系統(tǒng)也會(huì)與控制電源、操作電源等相隔離。設(shè)定為就地檔時(shí)，工作人員僅于操作臺(tái)處，即可控制帶式輸送機(jī)的起停狀態(tài)，且所有既定的故障保護(hù)系統(tǒng)均為啟動(dòng)模式，實(shí)時(shí)提供防護(hù)作用。而設(shè)定為檢修檔時(shí)，基本情況與就地檔相近，除了拉線開關(guān)外，所有的外部故障保護(hù)系統(tǒng)均被撤除，暫時(shí)關(guān)閉了保護(hù)功能，此舉是為了應(yīng)付突發(fā)事件，以方便技術(shù)人員及時(shí)維修某個(gè)別出現(xiàn)異常情況的故障保護(hù)傳感器。由此，工作人員于操作臺(tái)處，操控各個(gè)外設(shè)的開關(guān)按鈕，監(jiān)控每一個(gè)工作流程的具體情況，以確保每一個(gè)工作環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。

（2）機(jī)器故障保護(hù)功能方面。由于煤礦、礦井等工作環(huán)境的復(fù)雜性，加強(qiáng)機(jī)器設(shè)備的故障保護(hù)功能尤為重要。井下帶式輸送機(jī)的集控系統(tǒng)在P蘊(yùn)C與變頻器的使用下，除了提高了工作效率外，又增添了多項(xiàng)故障保護(hù)功能，諸如煙霧、溫度、濕度、煤位、輸送帶打滑、跑偏、沿線停車等情況出現(xiàn)時(shí)，均能起到有效的防護(hù)作用。任何一個(gè)保護(hù)傳感器啟動(dòng)時(shí)，都將致使帶式輸送機(jī)停止運(yùn)行，同時(shí)，還會(huì)亮起相應(yīng)的故障指示燈，方便現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員能夠迅速地做出反應(yīng)，及時(shí)地進(jìn)行維修工作。至此，不僅能夠保證企業(yè)單位的基本收益，也為從事井下工作的技術(shù)人員提供了雙層保護(hù)，使其人身安全有所保障。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)水平的不斷進(jìn)步，引進(jìn)先進(jìn)的信息化技術(shù)、科技手段來(lái)優(yōu)化傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)模式，是非常有必要的。如今，P蘊(yùn)C技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)日益發(fā)展成熟，變頻器的價(jià)格也有所下降，將這些高科技方法運(yùn)用至井下帶式輸送集控系統(tǒng)，有助于進(jìn)一步提高礦井生產(chǎn)工作的安全性能，保障了工作人員的人身安全，也有利于企業(yè)單位對(duì)井下情況的統(tǒng)一監(jiān)控與管理，從而為企業(yè)單位增加了實(shí)際效益，也提升了行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。

參考文獻(xiàn)

［1］董永.P蘊(yùn)C與變頻器在井下帶式輸送機(jī)集控系統(tǒng)的應(yīng)用研究［J］.煤礦現(xiàn)代化，2017，（6）：96-98.