分析 PLC控制技术在煤矿皮带运输中的应用与研究

分析 PLC控制技术在煤矿皮带运输中的应用与研究

崔保

淮北矿业集团工程处孙疃矿建工区，安徽淮北 235121

摘要：本文浅谈PLC的概念、工作原理及其技术特点，分析了在皮带运输机上需求、控制方式、具体应用和实现的功能。

关键词：煤矿皮带运输机；PLC控制技术；应用研究

引言:PLC是由传统的继电控制发展而来的，由微型计算机为基础的新型工业控制装置。它以程序控制为核心，回路调控为辅佐，能有效实现记忆、计数、定时、逻辑运算等功能。它可对控制量和模拟量的精密调节，因而被广泛的应用到自动化控制之中。除外，PLC控制技术所采用的内部输入输出节点非传统的实物接点，是一种新型数字逻辑接点，这也避免了外部连线的繁复和冗杂。存储逻辑模式的使用，使得整个技术具备优良的灵活性和扩展性，在工艺控制流程上可随意调节。鉴于PLC具有诸多的优点，近年来也被引用到皮带运输机控制上，从而取代了人力无法实现的控制。在皮带机运输过程中，常出现的托辊、皮带跑偏等故障，给连续生产埋下许多安全隐患。运用PLC控制技术就能避免这些问题的扩展，防止事故发生，使皮带运输机始终保持良好的运行状态。

1 PLC的概念、工作原理及其技术特点

1）PLC的概念。PLC即Programmable Logic Controller的缩写，是一种可编程逻辑控制器，是为工业控制应用所设计制造的软件，其主要用于代替继电器实现逻辑控制为目的的。

2）工作原理。PLC采用“顺序扫描，不断循环”方式工作。在运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描，如没有跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至结束。然后再重新返回第一条指令，进行下一轮新的扫描。而每次的扫描，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的每个扫描周期，都要经过输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。

3）PLC的技术特点。①拓展性良好。因自身结构的简洁性，使其具备了有极佳的可拓性，可依据实际需求的不足进行必要的功能拓展，以更好地满足需求。②优秀的编辑功能。该应用程序的编辑采用在线实时编辑技术，用户可根据自身工艺流程的变更来随时对它变更和调整，以满足需要。③稳定性与安全性好。PLC系统的供电设计选用可实现不间断持续的UPS系统，不仅可有效增加系统的使用期限，还可确保存储数据的安全和稳定，降低系统故障率。④维护简单。因PLC技术所采用的各个接线端口均可拆卸，电插板与模块均为标配设施，使得其维修、保养都非常简单了。

2 PLC在井下皮带运输中应用需求

皮带运输机作为一种大运量、长距离、操作和维护简单的运输装置，长期担负着运煤职责。皮带运输机运行期间，也极易发生断带、打滑、脱轨、超负荷等各类故障，从而对连续安全生产造成影响。使用传统的控制系统，它是由继电装置组合而成，功能性不好，又结构复杂，维护困难，操作运行也不方便。同时，继电装置接点还极易烧毁，电机无法自动停机，进而易引发火灾事故。对此，借助PLC控制技术就可有效解决。①PLC系统所具备的优良抗干扰性；②PLC系统结构简单，操作与维护方便；③PLC系统在配置上具备超大容量，随时可对控制程序调节，并兼具多种操作；④PLC系统具备的良好扩展性，可增添各类附属设备。

3 PLC在皮带运输机上的控制方式

井下皮带运输机运行控制主要是集中控制和分布控制两类。前者是指运用一台计算机充做显示控制终端，通过获取的运行信息，对整个皮带运输机展开实时监控和远程控制。其控制灵活，操控系统软件构成复杂些，维护工作量大，对环境有严格要求，运行自动化存在一定限制。后者属一种集散性的操控系统，在实现分散控制的同时，还可达成有效集中管理。其整个系统的可靠性远高于了前者，也是当前应用的主流。

4 PLC在皮带运输机上的具体控制应用

1)地面控制中心。它的核心是综合操作台。由于系统控制中心与井下控制点的距离较远，主要由上位机来实现远程监控的。PLC控制系统中，工作方式为手动和自动两种。①自动控制方式。主要是操作台通过发送控制信号到可编程控制器，按照设定的一系列的相关操作，从而实现皮带运输机的开、停，并对各个设备进行实时监控。②手动控制。它作为自动控制的补充。操作人员可根据操作台上显示的数据，对突发情况紧急处理。控制中心操作台内装有信号转换器及隔离继电器，系统一般设置两个上位机，采用双CPU冗余控制，两套CPU模块。工作主机发生故障，通过软件的编程，将备用CPU变为主机。原机故障排除后变为备用CPU，型号必须相同。

2)井下皮带运输机分站。该分站的核心元件即为可编程控制器，通过此控制皮带运输机的运输。用于就地、集控、检修工作方式下，可程序控制皮带运输机。各皮带运输机控制分站通过PLC上的通讯接口模块接到井下ControlNet网，将分站的监测信息传到地面，形成系统监控网络。通过这种对皮带运输机生产及相关环节远程监视和控制，从而实现皮带运输系统的综合自动化控制。

5 PLC在皮带运输机控制系统的功能

1）控制功能。在皮带运输运输系统中，具备了自动和手动的控制方式，就能实现很好的控制功能。当系统发生故障时，排除后摁下微机控制箱上的故障复位按钮，皮带运输机才能重新运作。正常情况，按下电控装置的正常起车按钮，系统就会按照预定的自动控制程序运行，通过传感装置可将系统信息传送给控制中心，以此对数据进行分析，实现相应控制。

2）保护功能。①沿线故障保护。对运输距离较长，沿线配套的保护开关较多时采用一种故障地址识别装置，可对沿线闭锁开关的跑偏、纵撕、闭锁等故障及地址、停机信号进行处理与显示。②电机温度保护。皮带运输过程中，主电机定子绕组装入热电阻，将电流信号换算为电机温度，超过系统设定值，会立即进行停车处理，保护电机不被烧坏。③电机电流保护。此电流经过电流变送器输出电流信号，当检测出电机电流超过额定电流，也会立即停车，转故障处理，进而保护主电机不被烧毁。

结束语：皮带运输机是煤矿的主要运输工具，为保障能正常的长期运行，运用可靠的控制手段就非常重要了。而运用PLC控制技术，则是最好的选择，它作为一种新型的自动化控制手段，可将皮带运输机的运行效率和可靠性提高到最高点。因此，PLC控制技术如今非常受到人们的欢迎。

参考文献：

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