淺談煤礦提升機的自動化控制

于秀娜

摘 要：煤炭工業(yè)是我國國民經(jīng)濟建設中的重要工業(yè)。煤礦提升機作為煤礦生產(chǎn)的重要設備，肩負著煤礦生產(chǎn)的安全使命。但是，我國還有一些煤礦企業(yè)仍然在采用傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)來控制三相異步電動機，無法滿足當前形勢下的煤礦生產(chǎn)需求及安全生產(chǎn)標準。PLC作為現(xiàn)代工業(yè)自動化控制的主要手段，有著十分廣泛的應用。本文首先介紹了煤礦提升機系統(tǒng)的組成，PLC的相關知識，重點論述了PLC在煤礦提升機自動化控制系統(tǒng)中的應用。

關鍵詞：PLC；煤礦提升機；自動化

1 引言

作為煤礦的關鍵設備，煤礦提升機擔負著煤礦的煤炭、研石、人員、材料和設備的提升和運送任務。它的運行對肩負著煤礦的安全生產(chǎn)。PLC作為現(xiàn)代工業(yè)用控制器，已經(jīng)應用到了國民經(jīng)濟的各行各業(yè)。以PLC為核心的礦井提升機綜合自動化控制系統(tǒng)，其技術性能好、事件處理快、可靠性高、維護調試方便且控制柜體積小，其交換的信息量大、傳輸距離遠、外部接線大為減少，且實現(xiàn)了統(tǒng)一編程組態(tài)、集中控制、監(jiān)視和管理。

2 煤礦提升機系統(tǒng)介紹

2.1 煤礦提升機

煤礦提升機是煤礦生產(chǎn)過程中的重要提升和運輸設備。從井下采煤工作面開采的煤炭，只有通過礦井運輸與提升環(huán)節(jié)將其運到地面，才能加以利用。煤礦提升機主要從事以下工作：（1）將井下生產(chǎn)的煤炭運往井上（2）將掘進隊開采出來的研石運往地面研石廠（3）運送下井人員（4）運送井下生產(chǎn)所需的材料、設備。

2.2 煤礦提升機系統(tǒng)發(fā)展概況

近年來隨著科技的飛速發(fā)展，煤礦提升機的性能也在不斷提高以適應新形勢下的煤炭安全生產(chǎn)要求。90年代后，我國新建礦井從國外引進了一部分個數(shù)字控制的電力拖動系統(tǒng)，運行效果很好，但價格昂貴。國內(nèi)相關行業(yè)科研單位和生產(chǎn)廠家也開始對提升機個數(shù)字控制技術進行研究開發(fā)，但絕大部分所走的技術路線是購買國外通用個數(shù)字控制器，然后自己組裝調試，沒有獨立的知識產(chǎn)權。

3 PLC技術

3.1 PLC簡介

PLC是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的英文縮寫，它是為了取代繼電器邏輯控制回路而設計的綜合了自動控制、微機技術與通信技術等發(fā)展起來的一種通用、新型的自動化控制設備。它的特點是結構簡單、可靠性高、應用范圍廣、編程簡單方便。

其用戶程序由使用者按其設計要求，進行編制，用于被控制裝置的運行。編程語言有梯形圖、功能塊、語句表三種。

3.2 PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)的比較

傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，是由輸入設備（按鈕、開關等）、控制線路（由各類繼電器、接觸器、導線連接而成，執(zhí)行某種邏輯功能的線路）和輸出設備（接觸器線圈、指示燈等）三部分組成。這是一種由物理器件連接而成的控制系統(tǒng)。PLC的梯形圖雖與繼電接觸器控制電路相類似，但其控制元器件和工作方式是不一樣的。PLC梯形圖中軟繼電器是由軟件來實現(xiàn)的，不是真實的硬件繼電器。

4 PLC控制煤礦提升機系統(tǒng)設計

4.1 PLC控制的煤礦提升機電力拖動方案

隨著微電子技術和電力電子器件的發(fā)展，從上世紀80年代開始尤其是近年來，交-交變頻器交流拖動電動機調速方式在礦井提升機上開始得到廣泛應用。這種方案的運行效率高、控制性能好、體積小、維護量小，已逐漸成為現(xiàn)今一些大型礦井提升機傳動方案的首選。

4.2 PLC控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)以PLC為核心，由操作臺和上位機通過PLC程序控制變頻器帶動電機，實現(xiàn)電機的正轉、反轉及速度調節(jié)。使對提升機的操作更加安全、高效。PLC控制系統(tǒng)裝在主控柜和操作臺，由主機、通訊板、高速計數(shù)模塊、模擬量I/O板、數(shù)字量I/O板等硬件組成。設有主備兩套PLC，一套PLC進行控制，另一套PLC進行輔助監(jiān)聽。當任何一套發(fā)生故障時，另一套能及時保護并發(fā)出命令使提升機實現(xiàn)安全制動。PLC的應用軟件能完成提升機的驗繩、手動、半自動、檢修等開車方式的控制要求，完成提升機運行工藝要求的控制功能及各項安全保護。

5 結論

礦井提升機自動化控制的實現(xiàn)，是礦井提升機控制技術的進步。本文針對傳統(tǒng)提升機存在的諸多缺點，設計了一套全新的提升機控制系統(tǒng)。將可編程控制器引入控制系統(tǒng)，新系統(tǒng)的啟動、停止、安全保護和安全制動由PLC進行控制。隨著數(shù)字控制技術的發(fā)展和PLC技術水平的提高，PLC技術在提升機控制系統(tǒng)中的應用會越來越廣泛。

[參考文獻]

[1]辛策.基于PLC和WinCC的變頻調速提升機系統(tǒng)設計[C].太原理工大學.2012.

[2]王震生，楊桂娟.淺議煤礦提升機的自動化控制[J].煤炭技術.2013（05）.

[3]顏馮.礦山自動化提升機結構機構研究[J].科技資訊.2009（36）.

[4]張存柱.PLC技術在煤礦提升機自動化控制系統(tǒng)中的應用[J].河南科技.2013（05）.