淺談PLC技術(shù)在煤礦帶式輸送機運輸系統(tǒng)的應用

姚福濤

摘 要：煤礦帶式輸送機運輸系統(tǒng)具有運輸線路長、設備多、分布面廣、環(huán)境差等特點。為了提高運輸系統(tǒng)的安全運行，運輸系統(tǒng)配套的保護系統(tǒng)逐漸完善，可編程控制器（PLC）普遍應用于各行業(yè)的自動化控制系統(tǒng)。本文闡述了可編程控制器（PLC）在煤礦運輸系統(tǒng)的優(yōu)勢，展望了煤礦帶式輸送機運輸系統(tǒng)自動化的發(fā)展前景。

關鍵詞：帶式輸送機運輸系統(tǒng) ；PLC； 保護

帶式輸送機的優(yōu)點在于運輸量大、生產(chǎn)效率高、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、成本低、通用性強。所以煤礦井下帶式輸送機運輸系統(tǒng)被廣泛應用在各采區(qū)工作面主運順槽及主運輸系統(tǒng)中。隨著科技的進步，帶式輸送機安全運行也穩(wěn)步提高，多種類型傳感器的配備，多樣化保護的投入，信息的傳輸，提高了煤礦帶式輸送機運輸系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運行?？删幊炭刂破鳎≒LC）為煤礦帶式輸送機控制系統(tǒng)提供了安全、可靠的解決方案，適用于當前煤礦企業(yè)對自動化的需要。

一、可編程控制器（PLC）概況

1.1系統(tǒng)優(yōu)勢

煤礦帶式輸送機運輸系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）的系統(tǒng)可實現(xiàn)地面集中控制、可視化和語音通話三位一體的自動化控制體系，該系統(tǒng)可靠性高、抗干擾性強、配置靈活、隨時可拓展設備增加端口、便于維護，同時跟其他設備的通信兼容性強，便于操作。

1.2系統(tǒng)主要功能及特點

（1）具有遠程啟動、停止、復位和測試功能，實現(xiàn)多種運行狀態(tài)，如遠控、近控、檢修、點動等工作狀態(tài)。

（2）實現(xiàn)帶式輸送機運行安全，如跑偏保護、堆煤保護、沿線急停保護、溫度保護、速度保護、煙霧保護、撕帶保護、超溫灑水保護以及張緊力下降保護，已達到保護設備安全運行的功能。

（3）便于拓展，通過端口數(shù)據(jù)通信，可通過組態(tài)軟件以圖形、表格、線性等動態(tài)畫面反映設備運行狀態(tài)。選擇的計算機和軟件系統(tǒng)有備用容量和接口，可以方便進行擴展；分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有良好的擴展性。

（4）實現(xiàn)整個運輸系統(tǒng)的聯(lián)鎖運行。

（5）實現(xiàn)煤倉煤位的監(jiān)控，提高煤礦運輸效率。

（6）對所有的數(shù)據(jù)進行綜合處理，如開機時間累積，負荷率、開機率、OEE指標計算，滿足報表統(tǒng)計、曲線圖、柱狀圖顯示。

（7）可與其他集控系統(tǒng)（如供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等）組成網(wǎng)絡并納入全礦計算機局域網(wǎng)，供調(diào)度室及其他部門隨時掌握井下個系統(tǒng)工況。

二、可編程控制器（PLC）在運輸系統(tǒng)中的應用

2.1工況圖顯示

工況圖動態(tài)顯示整個系統(tǒng)所有膠帶輸送機、給煤機、煤倉煤位等工況，以及主電機運行電壓、電流、頻率及主要保護實時參數(shù)等信息

2.2故障及保護顯示

實時顯示各膠帶機所有保護傳感器的工作狀態(tài)，顯示膠帶機的故障類型，形成歷史記錄，便于排查故障。

2.3傳保護技術(shù)參數(shù)

2.4系統(tǒng)安全性

（1）采用性能可靠、動作靈敏、故障率低得控制保護裝置。

（2）設備出線口滿足安全規(guī)程要求，芯線連接簡便。

（3）就地控制裝置設置閉鎖開關，便于故障查詢，便于檢修安全。

（4）在遠程控制方式下設立傳輸故障保護，實現(xiàn)自動停機。

2.5 SIMATIC S7-300 PLC簡介

SIMATIC S7-300是模塊化的中小型PLC系統(tǒng)，各種模塊之間都是獨立的，可通過u型總線把各部件緊密地固定在標準的導軌上進行組合。它主要由中央處理器CPU，信號模塊SM，通信模塊FM，電源模塊PS，接口模塊IM組成。

S7-300 CPU的存儲區(qū)分為三個區(qū)：裝載存儲區(qū)、工作存儲區(qū)和系統(tǒng)存儲區(qū)。裝載存儲區(qū)用于存放用戶程序和附加的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，包括CPU內(nèi)部的RAM和外部的MMC卡。工作存儲區(qū)用來存儲實際執(zhí)行的用戶程序。PLC在運行時，自動將裝載存儲區(qū)的可執(zhí)行程序復制到工作存儲區(qū)，CPU掃描工作區(qū)存儲區(qū)的程序和數(shù)據(jù)，在執(zhí)行存儲區(qū)復位操作時，工作存儲區(qū)的程序de和數(shù)據(jù)被清除。系統(tǒng)存儲區(qū)是系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(qū)的集合，包括影響寄存器，I/O存儲區(qū)、定時器、計數(shù)器、狀態(tài)寄存器等。

MPI是多點接口（Multi Point Interface）的簡稱，是西門子公司開發(fā)的用于PLC之間的通訊保密協(xié)議。MPI通訊是當通訊速率要求不高、通信數(shù)據(jù)量不大時，可以采用的一種簡單經(jīng)濟的通訊方式。MPI網(wǎng)絡的通信速率為19.2kbps-12Mbps，最多可以連接32個節(jié)點，最大通訊距離為50m，但是可以通過中繼器來擴展長度。

數(shù)字I/O模塊每個槽占4B（等于32個I/O節(jié)點），如槽1的地址為0.0-3.7；數(shù)字量模塊中的輸入點的地址由字節(jié)部分和位部分組成。單機架擴展只能擴展1個機架，使用16個信號模塊。多機架擴展最多可以擴展3個機架。中央機架（有CPU的機架）加上擴展機架（沒有CPU的機架）一共可以擴展32個信號模塊。

三、運輸系統(tǒng)自動化展望

現(xiàn)在煤礦對于運輸系統(tǒng)安全性及遠程監(jiān)控要求的提高，上位機監(jiān)控功能已經(jīng)在設計中成為考慮的最重要的環(huán)節(jié)之一，PLC將常用的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議及接口標準作為標準的模塊集成在一起，這樣就很容易實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的通信。從煤礦運輸特點看，PLC可以滿足運輸管理，不論是監(jiān)控、各類保護，還是應急處理，都能滿足現(xiàn)場的需要。

四、結(jié)語

雖然煤礦運輸系統(tǒng)中設備多、運輸距離長、分布廣等特點，通過采用PLC控制煤礦的運輸系統(tǒng)，達到各項保護的自動控制，提高系統(tǒng)的安全與可靠性，且在實際中的應用取得良好的效果，在確保原煤運輸?shù)幕A上避免了檢修，提高運輸效率，保證運輸安全。