PLC控制技術(shù)在礦用提升機中的應(yīng)用研究

摘? 要：隨著科技越來越發(fā)達，機械的更新?lián)Q代也越來越快。老式礦井提升機的控制系統(tǒng)是由繼電器邏輯電路、大型空氣接觸器和測速發(fā)電機等一系列部件構(gòu)成的有觸點控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的可靠性對于現(xiàn)在來說已經(jīng)很差了：控制精度低且故障率高。當(dāng)今礦井提升機系統(tǒng)已經(jīng)逐漸被PLC系統(tǒng)所取代，PLC技術(shù)的應(yīng)用大大提高了系統(tǒng)的控制精度和可靠性，降低了故障率。

關(guān)鍵詞：PLC;提升機;控制系統(tǒng)

中圖分類號：TD633;TP273? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）10-0129-02

Abstract：Technology is more and more developed，and the upgrading of machinery is getting faster and faster. The old-fashioned mine hoist control system is controlled by a series of components such as relay logic circuit，large air contactor and tachogenerator. The reliability of this system is very poor now，and the control accuracy is low and the failure rate is high. Now it has been expected by PLC，which greatly improves the control accuracy and reliability of the system and greatly reduces the failure rate.

Keywords：PLC;hoist;control system

0? 引? 言

PLC控制系統(tǒng)是Programmable Logic Controller的簡寫，全稱為可編程邏輯控制器，是專門為工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計的一種數(shù)字運算操作的電子裝置，也就是專門為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計的，它采用的是可編程的存儲器，可以執(zhí)行順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作指令。PLC在現(xiàn)在的應(yīng)用中具有很強的通用性，使用起來也相當(dāng)方便，適應(yīng)范圍相當(dāng)廣，相比于老式系統(tǒng)可靠性很高，編程簡單。在工業(yè)領(lǐng)域中PLC系統(tǒng)的應(yīng)用是現(xiàn)在的主流。

1? PLC具有的功能

（1）結(jié)合礦井活動的操作工藝和要求，PLC的作用主要是實現(xiàn)主令操作控制的軟接線網(wǎng)絡(luò)和其他各個水平操作臺之間的信息傳遞、操作聯(lián)鎖、產(chǎn)生一系列系統(tǒng)命令：啟停、設(shè)定速度、運行種類、運行方向、故障復(fù)位以及閘系統(tǒng)安全保護。

（2）根據(jù)運行種類和操作方式產(chǎn)生C3O所需要的速度曲線，實現(xiàn)罐籠運行的準(zhǔn)S曲線。

（3）和上位機、C30通訊，處理和傳遞來自各個環(huán)節(jié)的信息。

（4）PLC是全數(shù)字行程控制，對于罐籠位置以及運行速度進行了全行程控制和監(jiān)視，讓罐籠按所需的位置在準(zhǔn)S形速度下運行，實現(xiàn)了半自動加速、減速、準(zhǔn)確平層，并且以數(shù)字式及直線式動態(tài)顯示罐籠運行位置。

2? PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)在，PLC在全球有200多家的生產(chǎn)商，很多種PLC產(chǎn)品，但是都主要集中于美國、歐洲和日本，我國的PLC依然以進口為主。當(dāng)然，隨著PLC技術(shù)的成熟和應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴大，PLC的功能也在不停地改進，性價比當(dāng)然也就越來越高。隨著工業(yè)的發(fā)展，需求也會越來越高，所以對于PLC的要求也就越來越高，以后的PLC技術(shù)必將向規(guī)模化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、智能化、編程多樣化方向發(fā)展。但現(xiàn)在PLC技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化是目前的主流，計算機在PLC上的應(yīng)用也是相當(dāng)廣的，計算機可以讓PLC變得更加方便，強化了PLC的通信能力。

3? 電控系統(tǒng)PLC改造的意義

現(xiàn)如今，我國大部分礦山使用的礦井提升機控制系統(tǒng)主要是交流和直流兩種。交流提升機控制系統(tǒng)即為十幾年前的TDK系統(tǒng)，直流提升機控制系統(tǒng)主要為G-M電動發(fā)電機組和V-M晶閘管整流兩種。無論是交流提升機或直流提升機，其主要電控系統(tǒng)由于技術(shù)落后、結(jié)構(gòu)龐大、連線復(fù)雜、故障率高，維護難度很大，直接影響了礦井提升的安全和效率，也阻礙了礦井提升自動化和管理現(xiàn)代化的步伐，改造后的系統(tǒng)維護工作量比原系統(tǒng)減少了40%，耗電量減少了20%～30%，節(jié)能效果顯著。

4? 礦井提升機的作用

礦井生產(chǎn)離不開礦井提升機，所以礦井提升機是主要的，也是最關(guān)鍵的設(shè)備，它由復(fù)雜的機械組成，是礦井生產(chǎn)的主要運輸工具，也是溝通礦井地下生產(chǎn)和礦井地表生產(chǎn)之間運輸?shù)募~帶。礦井提升機的特點就是在一定空間距離內(nèi)用比較高的速度運行，完成提升下放的任務(wù)，所以礦井提升機的安全與否直接影響到的是礦井工人的安全和整個礦井的生產(chǎn)任務(wù)，設(shè)備的損壞或老化都會影響到礦井的安全，嚴(yán)重的還有可能造成人員傷亡。雖然礦井提升機本身有保護措施，但是礦工作業(yè)相當(dāng)復(fù)雜，環(huán)境也相當(dāng)惡劣，保護措施有時很難達到預(yù)期的效果，所以現(xiàn)在還是會有礦井生產(chǎn)事故的發(fā)生，這些事故的發(fā)生都會造成相當(dāng)惡劣的后果，不僅會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，同時也會造成重大的人員傷亡事故。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，我國對現(xiàn)代的礦井的建設(shè)和人身安全的重視都是相當(dāng)高的，對礦井的安全也提出了更高的要求，所以為了將這些事故發(fā)生的可能性降低，我們應(yīng)用了PLC技術(shù)。

我國對于礦井安全問題，頒布了安全規(guī)程，其中對礦井提升機的性能有明確的要求。盡管礦井本身有保護措施，但是因為礦井任務(wù)的復(fù)雜性以及研究的局限性，一個意外就會使礦井提升機超速或者是過卷，這些都可能造成對楔形罐道、罐籠的損害，從而影響正常的礦井生產(chǎn)，更加嚴(yán)重的還可能拉倒井架。為提升系統(tǒng)安全，我們還是要加大對礦井提升機安全運行的重視，因此可編程邏輯控制器（PLC）應(yīng)運而生，它滿足了所有需求，各項指標(biāo)都達到了實際的要求，控制性強，可靠性高，適合礦井提升機的使用。

5? PLC控制技術(shù)的應(yīng)用

礦井提升機和其他運輸設(shè)備都是一樣的，都是為了運輸物體，但是在礦井工作中，我們需要礦井提升機具有更高的可控性，這就需要我們加入控制系統(tǒng)，來控制礦井提升機的運行，對于控制系統(tǒng)而言，必須要保證礦井提升機運行的安全性、準(zhǔn)確性、高效性，當(dāng)提升機運行位置出現(xiàn)了不應(yīng)該出現(xiàn)的變化時，控制系統(tǒng)應(yīng)該控制提升機的速度，使其也做到相應(yīng)的變化。

在實際工作過程中，PLC的主要功能不僅是起到監(jiān)控作用，而且會將一些操作信號、保護信號還有行程參數(shù)的信號結(jié)合起來進行邏輯運算處理，然后根據(jù)這些參數(shù)自動產(chǎn)生提升機的速度運行曲線，在傳統(tǒng)礦井提升機運行過程中，技術(shù)人員可以利用這些數(shù)據(jù)對提升機進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，但PLC系統(tǒng)不需要技術(shù)人員就可以自己進行調(diào)整。PLC會自己減少啟動和制動中的沖擊，提高提升機的控制精度，這就保證了提升機的停車點精度是相當(dāng)準(zhǔn)確的。

提升機的保護系統(tǒng)也是由PLC系統(tǒng)控制的。提升機操作的保護系統(tǒng)主要是為了完成邏輯操作控制和故障安全保護，比如提升機發(fā)生故障，就會觸發(fā)保護系統(tǒng)，保護系統(tǒng)會瞬間給出應(yīng)答，直接將運行閉鎖，從而保證了系統(tǒng)各部分運行狀態(tài)、運行參數(shù)以及操作信號的穩(wěn)定。PLC技術(shù)具有非常高的可靠性，故障保護可以在PLC系統(tǒng)中完美實現(xiàn)，故障保護系統(tǒng)對提升過程進行監(jiān)視，實現(xiàn)方式主要需要通過PLC構(gòu)成的電子式裝置加井筒開關(guān)。

6? PLC技術(shù)的優(yōu)勢和劣勢

對于過去的礦井提升機而言，電管控系統(tǒng)的改造一直是一個難題，很多礦井生產(chǎn)組織都在嘗試用全新的方法來完善這個系統(tǒng)。隨著現(xiàn)在PLC性能的不斷健全，很多組織都將PLC技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機的升級改造中，變成了現(xiàn)在礦井生產(chǎn)過程中運用的最多的技術(shù)。PLC的優(yōu)勢很明顯，第一是性能平穩(wěn)、耐干擾性好;第二是功能齊全，這一點可在礦井任務(wù)中有所體現(xiàn);第三就是在開展編程和計算的時候方便直觀，沒有過于復(fù)雜的操作，讓整個任務(wù)都變得便捷，可操作性強;第四就是適用范圍廣。在使用PLC技術(shù)之后，礦井提升機電管控系統(tǒng)的效能有了質(zhì)的提升，安全性非常高。

但是在這么多的優(yōu)點下，PLC技術(shù)依然存在一些問題，這些問題也都是在實際操作中出現(xiàn)的，主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一是由于硬件的數(shù)量過多，對軟件性能的發(fā)揮造成了很多不利的影響;第二是電控裝置不能夠完全保證它的穩(wěn)定性，并且容易出現(xiàn)故障;第三是系統(tǒng)中一些管控系統(tǒng)的安全性差，在管控上很容易發(fā)生差錯，一個差錯就會導(dǎo)致很大的運轉(zhuǎn)負(fù)擔(dān);第四是速度監(jiān)測的結(jié)果有時不夠精確，這些錯誤有可能會被技術(shù)人員忽略過去，然后造成嚴(yán)重后果。但是，PLC技術(shù)在礦井上的應(yīng)用總的來說優(yōu)勢要比劣勢明顯，且其自身也在不斷改進。

7? 結(jié)? 論

總的來說，PLC技術(shù)是時代前沿技術(shù)，它在礦井上的應(yīng)用不僅提高了礦井提升機的性能，還讓礦井的安全性得到了提升。PLC技術(shù)的優(yōu)勢和價值顯示出了現(xiàn)在的科技水平，雖然PLC技術(shù)在實際的礦井作業(yè)中還有一些不足的地方，但有了缺陷就會有提升的余地，通過不斷的提升和改善，PLC技術(shù)在未來一定會發(fā)揮出非常重要的應(yīng)用價值。

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作者簡介：陳官遠(yuǎn)（1966.11-），男，漢族，安徽鳳臺人，助理工程師，研究方向：礦山提升系統(tǒng)控制及自動化、供配電系統(tǒng)。