PLC技術在煤礦提升機自動化控制系統中的應用

【摘 要】本文概述了PLC 技術在煤礦提升機自控系統中應用的意義，概述了PLC 技術的工作原理，確定了基于PLC的煤礦提升機自動控制系統的工作原理并展開作了詳細的闡述。本來意在為PLC技術在煤礦提升機自控系統中的應用提供理論依據，提高煤礦開采的自動化水平和安全可靠性。

【關鍵詞】PLC 技術；煤礦提升機；電控系統；應用

0 引言

隨著信息技術的不斷發展，計算機技術在各個領域都得到了廣泛的應用。PLC自動控制在現代工業中更是有著非常廣泛、深入應用。PLC具有可靠性好、抗干擾能力強，且具備編程直觀、功能完善、適應性強、接口功能強大等眾多優勢。煤礦提升系統是煤礦開采的重要環節之一，因此煤礦提升機的正常運轉是煤礦開采順利與否的關鍵。開展基于PLC技術的礦井提升機自動控制系統的應用研究，有利于提高煤礦開采系統自動化水平和安全可靠性；對于我國煤礦事業的與時俱進和長足發展具有積極的現實意義。

1 PLC技術在煤礦提升機自動化控制系統中的應用

PLC 技術是一種較為完善的數字運算操作系統，在工業環境系統中得到廣泛應用。PLC 的貯存器可依靠多種方式來就生產過程或各類型機器進行控制，如模擬的、數字的輸入與輸出等。PLC 技術特性眾多，如使用便利、通用性強等。隨著國內計算機技術發展的日益深入，其于工業控制領域當中的應用越加完善。此外，PLC 技術還具備自診斷和監控功能，即系統異常情況下的運行自動終止和報警信號的發出，且能夠借助軟件來監測故障和校驗程序。依靠先進 PLC 技術替換了傳統的繼電器邏輯控制方式，其作為工作計算機，微處理功能十分獨特，通過對外部信號的采集來做出邏輯判斷，進而對各個執行原件進行指令傳輸，從而實現對煤礦提升機控制的自動化。

如下圖 1 所示，為PLC煤礦提升機電控系統的系統原理圖。上位機為始端，提升機電動機為終端，其間操作測控量包括信號檢測高壓換向器、加速接觸器、制動電源柜及可跳閘制動，這些技術同 PLC機與提升電動機均為雙向作用，且操作臺依靠 PLC 機的運用，來發揮控制作用，從而最終實現提升電動機的作用。

圖1 PLC煤礦提升機電控系統的系統原理圖

目前，我國上位機監控系統大多采用工控機、打印機等。上位機以實現人機通信、系統狀態的監視、設備控制等；自動化系統的運行狀態、數據曲線、設備故障、生產報表等顯示。打印機負責實時打印生產報表、系統運行數據等。同時，上位機監控系統可以同企業內部在生產、管理系統中進行交換數據，實現網絡化的控制及管理。上位計算機配置以太網卡，按標準以太網協議與PLC 通信。

PLC作為整個自動控制系統的控制核心，它的任務是對提升機系統的進行相關的數據采集、數值運算、信號處理等，其在是整個自動化控制系統的重中之重，為確保系統在工作時萬無一失。系統設計時通常都配備兩套PLC單元，一套是PLC主控單元，一套為PLC監控單位，兩套系統互為補充。

每套PLC單元由一塊基本單元、一塊擴展單元、兩塊擴展模塊、三塊特殊功能模塊組成。其中，基本單元、擴展單元、擴展模塊用于基本信號的輸入與輸出。三塊特殊功能模塊分別用于一塊負責最多兩路模擬量的輸出，一塊負責最多可擴展出四路模擬量的輸入，一塊則為高速采集模塊。PLC煤礦提升機自控系統大體有 50 個輸入信號、40個輸出信號，PLC內部的數據采集及對設備的控制和系統的自我保護功能應以該系統的具體工作工藝流程為依據進行設計。而PLC則能夠對被測信號及設備的工作狀態進行采集，經時序、邏輯、計數、PID等方式處理后，PLC輸出模擬量和開關量對輸出繼電器、控制繼電器、控制回路、信號回路、高壓換向器等被控外部對象進行控制，從而實現對提升機系統的工藝流程的完成。

煤礦提升機電控系統負責對箕斗提升進行加速、等速、減速、爬行、保護等動作進行控制操作。完成對提升機的啟動、運行、停車等運行及相應的保護，主要功能有：提升控制及中間閉鎖、行程控制、井筒信號控制及聯鎖、過卷監視及控制、速度監視及控制、速度包絡線監視及控制、安全回路控制、逐點的速度監視及控制、液鋼絲繩滑動監視及控制、壓站控制和恒減速控制、傳動裝置監視及控制、電源故障監視及控制、閘瓦磨損監視及控制、控制系統故障監視、報警及控制、故障診斷、記錄、過電壓保護、過電流保護、錯向保護等功能，為了提高PLC控制保護功能的可靠性，對于關鍵的故障監測點，應采取多通道、多元件及軟件、硬件并用等手段，實現“多重化”的控制保護功能。變頻技術發展迅速而且日益成熟，調速更加的方便，性能更加的優良而且具有較高的可靠性，被廣泛的應用于各個領域。

2 結論

隨著計算機技術、數字控制技術和PLC技術的發展和提高，PLC技術在提升機控制系統中的應用越來越廣泛。數字監控器也逐漸取代了機械式監控器和井筒開關，并作為提升機安全運行的提供了多重的保護，在整個煤礦開采中發揮的作用也越來越大。PLC技術在提升機自控系統中的使用大大地提高了系統的控制性能和控制效率，同時也提高了系統的安全可靠性，促進煤礦開采的高效、安全、健康發展。

[責任編輯：楊玉潔]