淺談PLC技術(shù)在煤礦皮帶運輸疾控系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用

米永貞

摘要：皮帶運輸機具有運量大，維護簡單，操作方便等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)各行各業(yè)，特別是煤礦行業(yè)，當(dāng)前幾乎所有的煤礦企業(yè)都已離不開皮帶運輸機，但人們在實際應(yīng)用皮帶運輸機時，也發(fā)現(xiàn)皮帶運輸機時常會發(fā)生皮帶跑偏、撒料、打滑、發(fā)出異常噪聲、皮帶發(fā)生斷裂、減速機發(fā)生斷軸等故障，這些現(xiàn)象的出現(xiàn)已嚴重影響到皮帶運輸機的安全、高效運行。對此，想方設(shè)法的改善運輸機保護系統(tǒng)，使其更完備，更先進也顯得越來越重要。就皮帶機運行現(xiàn)狀而言，可依據(jù)皮帶運輸機常發(fā)生的各種故障，把傳感器安裝于相應(yīng)的故障區(qū)，一旦發(fā)現(xiàn)皮帶運輸機即將發(fā)生故障，裝設(shè)的傳感器可把皮帶運輸機運行情況第一時間傳遞給PLC，然后由PLC控制系統(tǒng)進行相應(yīng)的調(diào)整控制，以改善皮帶機運行狀況，更好的保障安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；皮帶運輸；集控系統(tǒng)；設(shè)計；PLC技術(shù)

一、PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

（一）PLC的選型

在該系統(tǒng)中所用的可編程控制器為西門子S7-400，該控制器是由西門子公司生產(chǎn)的，屬于S7系列產(chǎn)品中一特別控制產(chǎn)品，其最大特點是PLC采用程序存儲式控制，內(nèi)部處理采用無觸點方式，具有自診斷功能，PLC內(nèi)采用了專門的抗干擾措施，現(xiàn)場環(huán)境適應(yīng)能力強等。現(xiàn)在的工業(yè)控制系統(tǒng)都為自建局域網(wǎng)，采用集中控制，所以對于現(xiàn)代企業(yè)來說，可編程控制器可應(yīng)用于很多領(lǐng)域，尤其是大型工礦企業(yè)中的應(yīng)用最為突出、有效。

（二）電機控制回路的設(shè)計

在現(xiàn)在大型煤礦企業(yè)的膠運主運輸皮帶和順槽皮帶，多為三臺或者最多八臺電機聯(lián)機運行，其中一臺設(shè)為主驅(qū)動電機，其他跟隨主機的變化而變化，中間都采用PLC集中控制，再通過區(qū)域網(wǎng)傳輸?shù)降孛婕厥?，實現(xiàn)全方位、整系統(tǒng)監(jiān)測、控制一體化。

二、PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

在設(shè)計PLC程序之前，首先應(yīng)縱覽全局對設(shè)計過程中可能用到的輸入點與輸出點有一個大致了解，以便在配置PLC型號時能更科學(xué)、更合理的進行選擇。在編制控制系統(tǒng)主程序時，具體編制的程序功能應(yīng)完善，并應(yīng)具有人性化特點，不僅能實現(xiàn)集控室對全部設(shè)備的一鍵控制，并且設(shè)備與設(shè)備之間、皮帶與皮帶之間實現(xiàn)互相連鎖功能；還能使手動啟動停止、自動啟動停止以及全線啟動停止間可實現(xiàn)彼此靈活轉(zhuǎn)換，這樣可使整個控制系統(tǒng)的整體靈活性更強。

（一）I/O地址分配

應(yīng)按照實際需求來大致估算PLC的FO點數(shù)，把確定的數(shù)據(jù)計算好后，再去購買相應(yīng)型號的具體設(shè)備。應(yīng)依據(jù)FO地址分配來確定FO模塊上的電路連接以及FO模塊上的功能，以便讓PLC實際程序地址挨個對應(yīng)于設(shè)備，以大幅縮短PLC處理故障時間。應(yīng)不斷優(yōu)化，規(guī)范FO地址分配，在編程時，可讓功能相似的FO地址分配與1/0設(shè)備程序放置在一塊編寫。這樣一方面更便于管理，另一方面編讀程序也會更加簡便。

（二）設(shè)計主程序

系統(tǒng)主程序主要控制的是電機運轉(zhuǎn)，同時負責(zé)調(diào)度與管理整個程序。主程序的控制方式大致可分為3類：全線啟動與停止、自動啟動與停止、手動啟動與停止。對于前兩種控制方式信號向PLC的輸送主要借助的是傳感器，然后再執(zhí)行內(nèi)部邏輯的電路控制，對于第三種控制方式，對電路的控制主要由外部繼電器獨立完成，無需經(jīng)過PLC。

（三）設(shè)計故障程序

可安裝很多傳感器于皮帶機可能出現(xiàn)故障的部位，當(dāng)皮帶機發(fā)生故障后，裝設(shè)的傳感器可第一時間把故障信息報告給PLC，經(jīng)PLC分析處理后，然后再把控制指令傳送至控制電路，控制電路控制故障指示燈亮，表明該部位發(fā)生了故障。故障指示系統(tǒng)發(fā)出報警后，相應(yīng)的皮帶機停止運行，直到成功排除故障后，按下復(fù)位按鈕，故障指示燈變綠后，皮帶機才能正常運行。

三、PLC技術(shù)在集控系統(tǒng)設(shè)計中功能效用的提升策略

（一）提升監(jiān)控功能

這就要求在皮帶運輸設(shè)備安全故障發(fā)生時，應(yīng)對安全故障源及時進行監(jiān)測，并在同一時間傳送出去警報信號，通過分析處理PLC技術(shù)，并結(jié)合集控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制功能，使PLC技術(shù)的故障監(jiān)測功能盡可能快地啟動，與此同時將所有正在運行的運輸系統(tǒng)關(guān)閉，待故障得到有效的解決之后，方可重新投入生產(chǎn)。

（二）提升數(shù)據(jù)信息處理功能

集控系統(tǒng)在日常開采過程中應(yīng)對皮帶運輸設(shè)備的運輸總量、煤炭資源的總重、運輸設(shè)備的運行狀態(tài)、潛在安全故障等信息有一個總體的掌握，并對皮帶運輸設(shè)備的實時運輸狀態(tài)進行監(jiān)測，以此實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的分析處理。

（三）提升監(jiān)管功能

若想使集控系統(tǒng)的監(jiān)管功能提高，就需要將對各部分監(jiān)管功能的協(xié)調(diào)統(tǒng)一實現(xiàn)，并配備中文的使用詳解，在保證監(jiān)管人員都能夠熟練操作的同時，使對煤礦皮帶運輸集控系統(tǒng)的全面監(jiān)管以及高效監(jiān)管實現(xiàn)，雖然集控系統(tǒng)中的每臺運輸設(shè)備都處在全面監(jiān)管的狀態(tài)之中，但高速有效地監(jiān)管不僅可以使人力資源和物力資源的浪費最大限度地降低，還可以使集控系統(tǒng)的監(jiān)管水平最大限度地提升，進而確保煤礦開采的安全高效運行。

四、結(jié)語

煤礦皮帶運輸集控系統(tǒng)隨著我國科學(xué)技術(shù)手段的不斷更新而更加具有先進性、安全性、高效性以及集成性，因此在設(shè)計和研究煤礦皮帶運輸集控系統(tǒng)時，一定要對煤礦開采現(xiàn)場環(huán)境的調(diào)查充分重視，在盡可能貼近生產(chǎn)實際的基礎(chǔ)之上，對先進的科學(xué)技術(shù)充分利用，從而設(shè)計出更具實效性的集控系統(tǒng)，以此使煤礦開采的安全高效運行實現(xiàn)。

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