PLC自动化集中控制技术在煤矿胶带机中的应用

PLC自动化集中控制技术在煤矿胶带机中的应用

李冠群

国家能源集团神东煤炭公司寸草塔煤矿内蒙古鄂尔多斯017209

摘要：国家煤矿工程事业的不断进步与发展，极大地促进了煤矿胶带机应用技术的飞跃。研究PLC自动化集中控制技术在煤矿胶带机中的应用，对于提升其应用效果有着极为关键的意义。文章介绍了PLC集中控制系统，分析了煤矿胶带机PLC集中控制系统的信号输入，并就其设计的几点思路做了分析，望有助于相关工作的开展。

关键词：PLC；自动化集中控制；煤矿胶带机；应用

1前言

随着煤矿胶带机应用条件的不断变化，对PLC自动化集中控制技术的应用提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想效果。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2概述

PLC系统是由五部分组成的，它们分别是远距离通信系统、工业电视单元、控制单元、地面控制中心和保护设施。这五部分是极其重要的组成部分，缺一不可。其中的远距离通信系统能够很好的辅助煤矿胶带机集控系统正常高效的工作。工作原理就是其能把远距离传输胶带机集控系统的信息数据，这样做可以更好的保证系统的正常运转，并且远距离通讯系统有故障报警功能，这样就能够对系统的高效工作提供保障，从而能提高胶带机维护和兼修的工作效率；PLC系统中的工业电视单元作为集控系统中一个重要的部分，它的工作原理就是实时监测胶带机的工作状况，检测的同时对获取的数据进行科学的分析，然后通过直观的数据形式展示出来，这样能够有效的了解胶带机的实时情况，并且对其制定科学的运转决策；PLC系统中的控制单元的性能良好，胶带机系统就能高速稳定的运行，这样也能够进一步的提高集控系统的工作效率；PLC系统中的地面控制中心在整个的集控系统中有着举足轻重的作用，它是该系统中最重要的组成部分。

3PLC集中控制系统

3.1控制系统结构

煤矿胶带机PLC集中控制系统可采用常规的控制模式，也就是用宽带光纤、同轴电缆所组成的混合搭配的现场总控制。其控制结构包括四中方式。一是，控制模块分区单元通常选择ABB系列。这种产品具有非常高的转速，同时自身的功能非常强大且性能可靠稳定，在煤矿胶带机所使用的常规监控系统中使用非常广泛。二是，大距离大功率通信设备是煤矿PLC监控系统的主机系统，在胶带机的正常运转和后期维护以及诊断故障的后期处理通报中起着非常重要的作用。三是，数据控制中心。系统结构的控制单元通常布置在煤矿胶带机的宏观调控中心，融合了胶带机的系统监视、警铃控制等安全操作主机界面，同时可以完成对胶带机所行进的转速曲线、随机运转曲线以及转速数据表的打印工作，从而为胶带设备的管理提供准确的宏观数据。四是，工业可视化模块单元。工业可视化可完成煤矿监控主机系统对环境的可视化监测，同时也是监控主机系统的重要组成部分。

3.2集中控制模式

煤矿胶带机的PLC集中控制系统有电子自动安全控制、手动安全控制以及随机实时安全控制三种安全控制模式。电子自动安全控制模式下，主机控制中心系统的主位机能实现以软件为依托完成各项安全操作，从而确保主机设备在PLC模式下依照与之相关的运行工艺要求完成不间断的运转。而手动安全控制模式有一系列的手动操作按钮以及安全解锁手动两种控制方式。安全手动控制是指在主机对相关的胶带设备所采取的非顺煤流动的安全启动模块，从而使顺着煤流出方向完成准确的启机停机，而安全手动扣锁模块则是在主机对相关胶带设备采取定时开启和定时熄灭，不与其它胶带设备之间进行互锁联动。安全手动扣锁模块通常完成胶带机的整体检修。而实时准确的控制模块通常对单元完成有效地控制，在控制模块单元的自动按钮完成随机控制时，控制模块中心对该种胶带设备不起任何作用。

4煤矿胶带机PLC集中控制系统的信号输入

煤矿胶带机的PLC集中控制系统需要对胶带机运行过程中的所有数据进行全方位的实时监测，一般情况下，系统中会采用较多的传感器来完成其运行过程中的各种数据的采集，一旦煤矿胶带机在运行过程中出现故障，集中控制系统中的传感器会对煤矿胶带机工作系统中的电流、电压、电阻以及其他一些电信号的变化情况进行实时的采集，并会将这些数据信号进行有效的转换，使其成为PLC集中控制系统能够接受与采集的信号形式，这样PLC集中控制系统就能够对相关数据进行有效的分析，得到相关的发生故障的部位及器件。

在煤矿胶带机PLC几种控制系统中，传感器的数量比较大，并且根据所要采集的信号的不同，其种类也不尽相同，一般可以将其划分为以下几类：

（1）对煤矿胶带机的运行环境中的相关数据进行监测的传感器，例如对煤矿胶带机运行环境中的温度进行监测的温度传感器。

（2）对煤矿胶带机中的主要器件的相关参数进行监测的传感器，如煤矿胶带机的滚筒超温监测，煤矿胶带机的机头堆煤监测等。

（3）对煤矿胶带机的运行状态参数进行监测的传感器，一般情况下，需要对相关的参数进行实时的监测，如煤矿胶带机中的胶带打滑情况、胶带断裂情况、胶带跑偏情况的监测等。

（4）对煤矿胶带机的驱动电机情况进行监测的传感器，这类监测也要进行实时的监测，其主要的监测内容有电网中的电压的变化情况、电机中的定子温度、电动机的电流变化情况等。

5煤矿胶带机PLC集中控制系统的控制模式

煤矿胶带机PLC集中控制系统主要的几种控制模式是：实地控制模式、手动控制模式、自动控制模式。其中实地控制模式指的是系统中的控制单元进行就地控制，如果对某设备进行了就地控制，那么在该设备的运行过程中，控制中心对其运行是不起作用的。

手动控制模式又可以划分为解锁手动控制与联锁手动控制两种控制模式，其中解锁手动控制指的是，上位机在对某设备实施停止、启动等操作时，对其他设备没有影响，在煤矿胶带机的检修过程中一般会启用这种模式。联锁手动控制模式指的是上位机在进行相关设备的启动与停止的过程中，会带动其他设备的联动，一般启动时按照逆煤流的方向来进行，而停止是按照顺煤流的方向进行。

6PLC集中控制系统设计的几点思路

6.1尽量采用梯形图编程语言

因为此种编程语言简单易懂，基本为基层电气人员所掌握，且非常适合开关量逻辑控制，所以在PLC集中控制系统设计中应尽量采用。

6.2根据模块化原则设计多个功能模块

PLC集中控制系统是一个有机整体，为了能够确保运输环节顺利完成并建立相互联系，应设计多个功能模块，各个模块分开运行但又保持一定联系，例如系统开机，启动模块自动检测系统状态并选择相应模块，系统正常，选择运行模块；系统检修或故障情形下，则选择检修或故障模块；在选择急停模块后设备运行紧急停止。

6.3设定各个设备在不同情况下运行或停止的方式及条件

例如对地面胶带机的电动机在正常输送运行时要设定各电动机按煤炭运输的反方向依次延时启动；而在装车站停车出清煤炭时则要设定按输送方向依次停止；为防止因为其中一台设备故障造成煤炭堵塞，电机前后之间要有连锁控制。

6.4部分设备检修时另一部分设备应该可以单独运行

在设计具体的PLC集中控制系统时要综合考虑到系统的检修问题，不会因为某一部分或某一单独设备检修而使得整个输煤系统都停止运行。

7结束语

通过对PLC自动化集中控制技术在煤矿胶带机中应用的研究，我们可以发现，该项工作良好实践效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从煤矿胶带机应用工作的客观实际出发，研究制定最为符合实际的PLC自动化集中控制技术实施方案。

参考文献：

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[2]李定波.煤矿胶带机PLC集中控制系统的设计[J].内蒙古煤炭经济.2017（01）：115-116.

[3]秦永康，黄和平.PLC集中控制系统在煤矿胶带输送机上的应用[J].工矿自动化.2016（21）：88-89.