PLC技術在煤礦帶式輸送機中的設計與應用

付宗見　付濤

摘 要：文章論述了在進行設計時PLC控制系統應具備的功能，PLC技術在煤礦帶式輸送機設計應用中，主要有三點應用，分別是調速型液力耦合器、液體黏性軟起動和下運盤式制動器。和傳統的帶式輸送機相比具有體積小、可靠性高、速度快的優點，具有廣闊的應用空間。

關鍵詞：PLC；煤礦帶式輸送機；自動化

中圖分類號：TD634.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0072-02

對機械設備進行邏輯控制是PLC的重要應用，隨著PLC技術的快速發展，其被廣泛應用到很多機械設備，特別是煤礦機械設中更為廣泛。應用范圍不僅僅是邏輯控制，還有電路控制、電氣控制等。傳統的煤礦帶式輸送機傳統的電控系統基本都是通過繼電器控制系統實現的，但是這種控制系統缺點很多，像繼電器控制系統的可靠性非常不好、工作效率不高、維護量非常大等。所以，煤礦帶式輸送機在實際的應用中會出現很多的不穩定因素，故障也比較多。為了解決這些問題，文章提出了在煤礦帶式輸送機中的設計中應用PLC技術，這樣能夠實現在提高煤礦用帶式輸送機的工作效率的同時，還能實現煤礦帶式輸送機的安全、可靠，能很好的解決傳統煤礦帶式輸送機傳統的電控系統存在的問題。

1 煤礦帶式輸送機PLC控制系統功能

如果煤礦帶式輸送機的控制系統中充分利用PLC技術進行設計。和傳統的煤礦帶式輸送機傳統的電控系統相比優點很多，比如體積小、可靠性高、速度快。另外還具有較高的靈活性與可擴展性。近年來，PLC技術在在煤礦帶式輸送機中的應用得到了迅猛的發展，其最大的設計優點是改變PLC控制程序，就可以實現帶式輸送機的運行方式的改變。但是如果是傳統使用繼電器設計的煤礦帶式輸送機傳統的電控系統卻是無法實現的。所以，PLC技術是現代和未來煤礦帶式輸送機自動化中主要選擇的控制系統。

通過PLC技術代替繼電器進行煤礦帶式輸送機控制系統的設計，這樣就可以讓煤礦帶式輸送機具有很多的優點，自動化程度得到了明顯的提高，可以通過計算機進行微處理，安全性和精確性得到了大大提高等。

2 PLC技術在煤礦帶式輸送機中的應用

煤礦帶式輸送機最大的特點是連續和高效，在煤礦企業運輸煤炭中應用非常廣泛。目前，我國的經濟發展迅速，對煤炭的需求量也越來越大，這就要求煤炭企業必須擴大產能，所需對煤礦帶式輸送機的需求量也越來越大。對煤礦帶式輸送機的要求越來越高，必須要大功率和多機驅動。但是盲目追求帶式輸送機的高性能，忽視了其在運行時的安全性、可靠性和經濟性。眾所周知，我國對煤炭企業安全生產的要求是非常嚴格的，并且明確規定了帶式輸送機的使用要求，在使用帶式輸送機時必須要設軟啟動裝置，同時還規定，軟啟動時的加速度不能大于0.3 m/s2。為了滿足這些使用要求，必須在軟啟動時使用PLC技術。這樣可以提高煤礦帶式輸送機的電液軟啟動和電氣軟啟動的控制性能，充分利用PLC技術的調速型液力耦合器的應用功能和液黏軟起動裝置制動器，具體從以下方面進行。

2.1 調速型液力耦合器PLC控制

通過PLC技術可以實現對調速型液力耦合器的功能控制，基本原理是，首先設定好執行器的指令，工作液液體的流量可以通過耦合器導管開度不同進行控制。從而達到改變工作腔內工作油的充滿度的目的，這樣就能很好的實現對煤礦帶式輸送機運行速度進行調整。現在煤礦中應用的帶式輸送機都是多機驅動方式，這樣信號采集的難度大大增加，這就要求必須通過PLC技術進行信號采集，同時還需要對電流數值大小進行比較，這樣就能很好的判斷各驅動電動機的輸出功率值。所以，通過PLC技術能夠實現運行速度的自動控制，具體的工作過程如圖1所示。

2.2 液黏軟起動與PLC技術控制

帶式傳輸機最基本的設備就是液黏軟起動裝置，其基本原理是，力矩的傳遞是通過殼體上的主動摩擦片、從動摩擦片動靜摩擦的油膜剪切力進行的。主動摩擦片與從動摩擦片的組成方式是交錯狀橫向迭加，主動軸的摩擦片在旋轉時，必須要對兩個摩擦片之間注滿控制油，這樣就能讓從動摩擦片同步旋轉，同時還大大加強了其功能性。假設可以通過改變兩個摩擦片的油膜厚度，就能夠實現式輸送機的無級調速功能，這樣就能夠通過電液比例閥間隙大小調解來實現。電液比例閥由于其自身的特點，所以要求在設計帶式輸送機的時候必須要考慮這個問題。如果在在液黏軟起動配置上使用PLC技術，必須要滿足兩個條件，一是配置液黏軟起動開關量，二是必須要增加液黏軟起動D/A的轉換模塊。只有這樣才能夠通過PLC技術來進行程序控制，從而可以確定電液比例閥的比例行程，最終達到可控軟起動的目的。這樣設計的優點很多，比如參數誤差小，可靠性好等。也可以使整個系統構造簡單，體積變小，具有很好的實用價值。

2.3 下運盤式制動器與PLC技術

帶式輸送機設計時，為了避免意外情況的出現，設置了下運盤式制動器。在帶式輸送機正常工作時，電機的轉數應該是均勻的，但是如果出現負載力矩過大的情況，電機的轉速會明顯上升，此時制動力矩就會快速下降，這樣就容易出現“飛車”事故，要解決這個問題，必須要降低轉速。首先可以通過停止加載的方法來降速，如果不行，就必須讓帶式輸送機自動停車。電機運轉是衡量超速重要的參考數據，這就必須要對電機轉速進行實時測量和監控，這一功能可以通過轉速傳感器進行實現。可以通過f/i轉換模塊實現對轉速信號的處理。

3 結 語

文章論述了PLC技術在煤礦帶式輸送機中的設計與應用，在煤礦帶式輸送機中的設計中充分利用PLC的優點，可以使帶式輸送機的性能大大提高，前提是在使用PLC技術時必須要增加軟啟動裝置。提高煤礦帶式輸送機性能的同時，為了避免意外事故的發生，還設置了其他的安全保護裝置。和傳統的帶式輸送機相比具有體積小、可靠性高、速度快的優點，具有很好的實用價值。

參考文獻：

[1] 劉立東.改進蟻群優化算法的研究[D].成都：西南交通大學，2007.

[2] 李長青，朱世松，趙建貴.煤礦安全和生產監控系統的現狀與未來發展趨勢[J].焦作工學院學報（自然科學版），2000，（2）.

[3] 梁美玉，李莉，陳坤.于蟻群算法的井下無線傳感器網絡節點定位研究[J].煤礦機械，2010，（12）.