基于 PLC的煤矿自动装车系统探究

钮杰

唐集团鄂尔多斯市国源矿业开发有限责任公司调度指挥中心 内蒙古自治区 鄂尔多斯市 017100

【摘要】本文分析了PLC可编程逻辑，对煤矿自动车装车系统的硬件动作按照实际要求进行控制分析，构建了一个系统自动化体系，并分析了PLC系统运行原理，从硬件组成以及软件设计两个方面讨论了该装置，希望能够为对应的运行单位提供参考借鉴。

【关键词】：基于PLC；煤矿自动装车；系统探究

本文分析了PLC实现煤矿自动化装置运行特点，希望可以提升煤矿的生产线路，减少其易发生事故，最终提升煤矿经济生产效益。现从PLC自动化控制系统的概念、硬件、软件两个系统进行研究分析，希望能够对对应单位提供参考借鉴。

1.PCL应用系统分析

1.1系统简述

PLC别称之为可编程逻辑控制器，其可以通过编辑逻辑程序限定硬件动作，并实现生产控制自动化。该系统基于二进制运算方式可实现生产自动化，多运用在煤矿生产以及机械加工等工业化环境。系统运行中，二进制运算方式间脉冲信号化为数字信息，通过运算软件对数字软件分析处理，最终转化为脉冲信号，进而实现信号输出。从运行特征而言，PLC系统类似于计算机系统，其都是由CPU、储存器、电源电池和输入输出系统构成。

1.2系统优势

实现PLC自动化控制系统对现代煤矿生产有重要的价值意义作用。

首先，运用PLC控制系统可真实高效实现变频控制技术，结合工业化生产的实际需求调整机械运行状态，降低机械耗能，减少资源消耗。

其次，通过PLC自动化控制系统可以实现煤矿生产作业自动化生产，全面减少人力资源投入，且减少人为因素对煤矿生产的影响，提升煤矿生产监督强度，实现安全生产。

最后，从煤矿生产总体需求和经济建设价值角度而言，加强PLC煤矿生产自动化控制体系，可以缩减人力资源，提升机械化作业，最大程度减少成本投入，实现经济化、高效生产目标。

1.3系统不足

以上可知，PLC自动化控制技术的功能十分强大，且在很多领域运用广泛。但是在大量的程序工作影响下，PLC系统维护难度大。在工作中，PLC系统容易受到很多因素影响，导致程序出现错误，影响其自动化功能进程。例如温度因素会影像传感器的灵敏度和精准性；电磁因素会直接干扰信息数据的稳定性和可靠性，随着煤矿安全管理难度大，其内部也存在很多问题，干扰其硬件运行效率。对此，在构建PLC自动化控制系统时候，要充分考虑多种因素对系统的干扰，要尽量将所有的内外因素影响控制到最低，以保障PLC系统的稳定性。

2.对于PLC的煤矿自动装车系统运用原理分析

2.1运行原理

针对煤矿生产的实际运行情况，自动化装车装置 内部有皮带机、电子轨道、给煤机等部分组成。自动装车的流程如下：①运煤机进入煤矿后停止在电子轨道上，此时传感器发送控制信号。②输入机收到信号后启动给煤机，将煤矿装到运煤车中，在通过皮带秤检测煤炭量。③若装煤量达到预定值，控制系统会发出终止指令，皮带机停止运作。

以上可知PLC装车系统设计可分为几个方面的基本功能。首先是装车基本流程中，给煤机的运行状态和皮带机运行状态信息传输；其次是自动化控制功能系统的变动，针对传感器的回传数据进行全面分析，且可以实现一体化构建目标。最后是自动化控制系统中的连锁控制，通过现场就地控制、手动控制等方式实现装车控制。

2.2生产要求

自动装车系统在整体规划中应达到以下几点要求：①监视系统能够完成系统内所有部件的运行状态信息的收集，包括皮带机、运煤器、煤仓等，以此达到控制和调度的实时监控；②集控室是一个集合各设备监视和控制的部件。经过设计研究，该系统能够自动生成重要的工作报表和自我诊断功能（如下图1所示）。

（图1 PLC自动化装车系统组成）

3.分析PLC自动装车系统构建特征

按照自动化装车系统的特点，其大可以分为以下几个环节。

3.1硬件控制

硬件是PLC自动化装置系统的必要前提，按照实际的工业化流程需求，可以分为①PLC选型；②PLC外部接线；③I/O模块设计三个环节。其中PLC选型是根据自动装车系统需求，提出的模块选取。因为自动装车系统大多是按照开关量控制方式来实现信息转换，多选用A/D、D/A转换系统，并配置相应的压力、温度传感器。I/O系统考虑了监控信息系统的状态量，按照实际的运行情况而言，其监控系统包括了以下几点状态量。首先是煤仓煤量的用料监控，其次是借用温度传感器对煤矿车轴承、转子等部件进行安全监控，最后是由集控中心发出信息传输需求，实现自动化控制。外部接线运行中要结合实际的运行情况做好管理控制工作。其主要包括了以下几点内容。首先是电源选型，多选用220V的交流电源。其次是做好接地处理，预防用电意外；最后是做好选型连接，要考虑I/O设计运行时候的电压、电流影响。

3.2软件设计

PLC自动化装车软件设计依照煤矿生产特征，在运行中，多采用梯形图的编程方式，实现装车自动化控制。设计PLC程序的途径主要有两种。首先是硬件组态基础的程序编程；其次是先编程处理后选用配合性的硬件。这两种设计方式各优劣。再常见的生产中，多选用先硬件组态在软件程序编程的方式。其逻辑程序如下：①初始化程序；②信号采集；③控制策略；④运输装载判断；⑤挡板分析；⑥绞车工作；⑦装满车；⑧结束程序。

以上程序方式采用WINCC设计，可以提升煤矿自动装车的监控能力，全面显示给煤机、皮带以及运输设备的运行状态，可真实实现煤矿自动化装车控制系统的质量，完成自动化控制工作，结合车中的煤矿量和煤车位置、电机运行状态做好系统控制，实现最优工作。为保证其运行质量，建议采用双工控机组合处理方式，其中之一发生故障时，另一台可以进行硬件冗余，确保系统运行稳定正常。通过PLC软件程序编制和上位软件设计，可以构建完善的 PLC自动控制系统，对煤矿装车系统实现自动化构建。

4.结语

综上所述，实现煤矿装车系统自动化，对煤矿生产具有十分重要的作用。 PLC是实现自动化控制系统的有效手段，在煤矿装车自动化系统设计时，可以通过硬件组成和软件设计两个环节，实现 PLC的应用，以此构建自动装车系统。

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