液壓牽引采煤機(jī)電控的PLC改造

朱敏

摘 要：該文分析了現(xiàn)有液壓牽引采煤機(jī)電控系統(tǒng)的特點(diǎn)，并具體分析了一種典型的液壓牽引的采煤機(jī)-6 mG200的電控系統(tǒng)的特點(diǎn)，并根據(jù)6 mG200采煤機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)選用歐姆龍的PLC，設(shè)計(jì)了梯形圖和硬件接線，經(jīng)使用取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：液壓牽引 采煤機(jī) 電控 PLC

中圖分類號(hào)：TD631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（a）-00-03

1 概述

1.1 現(xiàn)有采煤機(jī)電控的形式和存在的缺點(diǎn)

采煤機(jī)電控是采煤機(jī)的重要組成部分，它主要對(duì)采煤機(jī)的牽引系統(tǒng)起著控制與保護(hù)的作用，它的工作可靠性直接影響著采煤機(jī)的工作可靠性。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)、PLC（可編程序控制器）和工業(yè)計(jì)算機(jī)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于電牽引采煤機(jī)的控制系統(tǒng)，使采煤機(jī)的控制越來(lái)越智能化，操作越來(lái)越人性化。現(xiàn)在的采煤機(jī)電控發(fā)展趨勢(shì)是向智能化、數(shù)字化。但是我國(guó)井下還有著大量的液壓牽引采煤機(jī)在使用，無(wú)論它們的電控形式和功能如何樣，均采用了傳統(tǒng)的分離式電控系統(tǒng)，即電控系統(tǒng)由繼電器板、電源板、檢測(cè)電路板、顯示板和不同電壓等級(jí)的控制變壓器組成。電控系統(tǒng)線路復(fù)雜、接線部位多、智能化程度低。對(duì)牽引系統(tǒng)和電機(jī)的保護(hù)主要還是依靠控制按鈕—控制電路—執(zhí)行繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。采煤機(jī)的功能越多、性能越復(fù)雜，它所需要的執(zhí)行繼電器就會(huì)越多，控制線路就會(huì)更加復(fù)雜。因此，這種控制系統(tǒng)主要的缺點(diǎn)是：體積較大（在功能較多的情況下）、接線復(fù)雜、可靠性差和維修困難，而且電控系統(tǒng)的控制功能和控制邏輯一旦要求變化，就必然要對(duì)整個(gè)電控系統(tǒng)做較大的改動(dòng)，這樣的電控系統(tǒng)難以適應(yīng)靈活更改的控制要求。

1.2 液壓牽引采煤機(jī)的電控工作原理和技術(shù)參數(shù)

電控外圍電路分為如下幾個(gè)部分：

（1）采煤機(jī)先導(dǎo)（起動(dòng)）回路。控制采煤機(jī)的起動(dòng)和停止，按下起動(dòng)按鈕，采煤機(jī)電控系統(tǒng)中的中間繼電器得電自保，接通上一級(jí)的磁力起動(dòng)器，磁力起動(dòng)器主回路得電，采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)得電起動(dòng)，按下停止按鈕，上一級(jí)的磁力起動(dòng)器主回路失電，采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)失電。

（2）輸送機(jī)先導(dǎo)回路

根據(jù)《煤炭安全規(guī)程》規(guī)定，采煤機(jī)必須設(shè)有刮板輸送機(jī)的閉鎖按鈕，這部分回路的作用在緊急情況下可以停止刮板輸送機(jī)。

（3）采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示部分

通過(guò)三個(gè)發(fā)光二極管顯示出采煤機(jī)的過(guò)載、欠載和零位3個(gè)運(yùn)行狀態(tài)。

（4）采煤機(jī)的保護(hù)部分

①采煤機(jī)的過(guò)載保護(hù)

采煤機(jī)電控中的電流互感器將主回路中的電流轉(zhuǎn)化為可以檢測(cè)的電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)送入電控盒內(nèi)，與電控系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓相比較來(lái)判斷電動(dòng)機(jī)是否過(guò)載。當(dāng)負(fù)載功率大于110%的額定功率時(shí)，電控系統(tǒng)使超載電磁閥得電，使相應(yīng)的液壓元件動(dòng)作，使采煤機(jī)減速牽引。

②采煤機(jī)的欠載保護(hù)

原理同上，當(dāng)負(fù)載功率小于額定功率的90%時(shí)，電控系統(tǒng)使欠載電磁閥得電，使采煤機(jī)加速牽引。

③采煤機(jī)的零位保護(hù)

當(dāng)采煤機(jī)的調(diào)速手柄打到零位時(shí)，零位電磁閥失電，采煤機(jī)制動(dòng)，主泵回零，調(diào)速手柄轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，零位電磁閥得電，制動(dòng)器被打開，采煤機(jī)得以牽引。

（5）采煤機(jī)的電源部分

3 軟件的設(shè)計(jì)

3.1 程序結(jié)構(gòu)與創(chuàng)建

以下是對(duì)液壓牽引采煤機(jī)PLC梯形圖的詳細(xì)論述。

按下采煤機(jī)的起動(dòng)按鈕，控制遠(yuǎn)方真空磁力啟動(dòng)器吸合，采煤機(jī)帶電，PLC得電，m0、T0常閉控制m1線圈閉合，作為啟動(dòng)過(guò)渡m1常開控制啟動(dòng)輸出Y0，進(jìn)行閉鎖真空磁力啟動(dòng)器。同時(shí)，m1控制欠載Y3輸出，確保電機(jī)啟動(dòng)時(shí)處于欠載運(yùn)行狀態(tài)。X0作為啟動(dòng)按鈕的另一副觸點(diǎn)，在啟動(dòng)按鈕動(dòng)作時(shí)同時(shí)動(dòng)作，T0繼電器開始計(jì)時(shí)，若按下時(shí)間大于5秒鐘，T0動(dòng)作，常開觸點(diǎn)閉合，內(nèi)部繼電器m1失電，Y0起動(dòng)回路的常閉觸點(diǎn)斷開采煤機(jī)電機(jī)。這是當(dāng)采煤機(jī)自保回路出現(xiàn)故障時(shí)，為防止一直按住起動(dòng)按鈕，讓采煤機(jī)強(qiáng)行起動(dòng)的一種保護(hù)措施。按下采煤機(jī)停止按鈕并鎖住，X2接通，內(nèi)部繼電器m2得電，Y0起動(dòng)回路的常閉觸點(diǎn)斷開，采煤機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)按下采煤機(jī)停止按鈕時(shí)，內(nèi)部繼電器有一個(gè)復(fù)位斷電操作，確保停機(jī)同時(shí)PLC斷電時(shí)，降低干擾。通過(guò)電流電壓變換器、整流電路及保護(hù)電路，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)直接送入PLC的模擬輸入端。通過(guò)PLC的數(shù)學(xué)計(jì)算能力來(lái)判斷，當(dāng)兩臺(tái)電機(jī)任意一臺(tái)功率達(dá)到額定功率的110%時(shí)，超載輸出繼電器Y4得電輸出，起動(dòng)電磁閥使煤機(jī)減速牽引。當(dāng)兩臺(tái)電機(jī)任意一臺(tái)電機(jī)功率達(dá)到額定功率的150%時(shí)，過(guò)載繼電器得電，m3斷開煤機(jī)起動(dòng)回路，煤機(jī)停機(jī)。考慮到啟動(dòng)的反時(shí)限特性，在采煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)先讓超載電磁閥工作，確保采煤機(jī)的輕載啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)T2延時(shí)數(shù)秒，躲過(guò)啟動(dòng)峰值，在接通PLC的比較器。X1是零位按鈕。因其外接出電控箱，所以要有一個(gè)外接本安電路過(guò)渡。超載保護(hù)插件原理示意圖見圖4。

1-互感器組件 2-直流電源

4 使用情況

現(xiàn)已對(duì)程序進(jìn)行了調(diào)試，在大屯礦區(qū)內(nèi)的MG475/200采煤機(jī)上進(jìn)行安裝使用。取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉占飛.可編程控制器在采煤機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].太原科技，2004（2）：12-13.

[2] 李榮生.PLC在采煤機(jī)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2003（1）：72-73.

[3] 田瑞庭.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[J].機(jī)械工業(yè)出版社，1994.