皮帶輸送機中綜合安全控制系統的PLC應用

周游　房亮　高鈺東

摘 要：現如今，隨著科技的發展，計算機越來越多的進入到人們的生產生活中，但是一些需要功能相對簡單、設備運行穩定的工作這可以用PLC進行替代使用，PLC屬于簡化版的工業用計算機，通過使用PLC內部的編程軟件，能夠極大的簡化控制過程，提高控制的穩定性。現今，PLC應經廣泛應用于生產生活中的方方面面。文章將就PLC的特點以及其在煤炭皮帶運輸中的控制應用進行介紹。

關鍵詞：PLC；特點；應用

前言

PLC是可編程邏輯控制器的英文縮寫，其屬于一種工業用的計算機，其相較于家用計算機在結構上基本相同但是其在穩定性、功能性等工業用途上有所強化，通過使用PLC可以取代原有的電氣控制以及單片機控制，提高設備的控制效率和穩定性。現今，PLC在工業控制、航空航天、民用等方面都有大量的應用，是一種非常好用的控制器。文章將就PLC的組成、特點以及其在一些工業中的應用進行介紹。

1 PLC的組成及其特點

可編程邏輯控制器，英文簡稱PLC，是美國通用汽車公司于1968年為取代汽車生產線上的繼電器控制而提出的，經過近半個世紀的發展，PLC發展至今已經發展的相當成熟了，PLC可編程邏輯控制器實質是一種專用于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。其工作原理一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。

可編程邏輯控制器發明之初就是定位于工業使用的計算機，因此具有很多特有的特點，下面將就這些特點進行介紹：（1）可編程邏輯控制器使用方便，編程簡單采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統開發周期短，現場調試容易。（2）功能強，性能價格比高一臺小型PLC內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現非常復雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統相比，具有很高的性能價格比。PLC可以通過通信聯網，實現分散控制，集中管理。（3）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強PLC產品已經標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅動一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。（4）可靠性高，抗干擾能力強傳統的繼電器控制系統使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，由于觸點接觸不良，容易出現故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統的1/10-1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業生產現場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業控制設備之一。（5）系統的設計、安裝、調試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法來設計。這種編程方法很有規律，很容易掌握。對于復雜的控制系統，設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器系統電路圖的時間要少得多。PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調試，輸入信號用小開關來模擬，通過PLC上的發光二極管可觀察輸出信號的狀態。完成了系統的安裝和接線后，在現場的統調過程中發現的問題一般通過修改程序就可以解決，系統的調試時間比繼電器系統少得多。（6）維修工作量小，維修方便PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執行機構發生故障時，可以根據PLC上的發光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故。

2 皮帶輸送機中的綜合保護裝置

PLC可以廣泛的應用于工業控制中，近些年來，通過在煤炭皮帶輸送機中加裝PLC的安全控制裝置可以有效的做好其安全監控，保障皮帶輸送機的安全運行，并在故障發生時及時做好報警。下面對皮帶輸送機中的PLC綜合保護裝置進行介紹：

2.1 皮帶輸送機的主機控制

對于皮帶輸送機的主機可采用PLC多重處理器，并行處理技術，多重抗干擾技術，軟件采用模塊化設計。通過采用PLC作為主控部分，可使整個控制部分配置更為靈活，同時易于擴展和程序設計，通過對主機加裝相應的傳感器可以做好對主機運行工況的實時監控并在故障發生時及時報警，由于PLC的控制部分體積小、重量輕可以更為靈活的為其進行布局，由于整個皮帶輸送機中需要工作在濕度較大的礦坑中，因此需要做好控制器件的防潮處理，并在程序設計中加入啟動預告、啟動、停止、緊急停車、聯鎖等功能的開關量輸出，還需要加裝包括煙霧保護、溫度保護、超溫灑水等安全防護。

由于皮帶輸送機中需要長時間、大負載的工作，同時長時間的頻繁啟動很容易造成輸送帶出現斷帶、撕帶的事故，因此需要在設計中加裝點動啟動系統。同時為了便于維修需要在設計中加裝實驗、集控、工作三種操作方式：（1）在實驗模式下，會對系統的中全部傳感器進行檢測，查看其是否正常。（2）在集控模式下，可以對某一傳感器信號進行屏蔽或強制處理，排除故障或使設備在傳感器故障的情況下繼續正常運轉。（3）在工作模式下，通過在操作控制中加入電啟動的控制方式，來降低皮帶撕帶接頭的緩沖壓力，保證皮帶的正常運行。

2.2 皮帶輸送機中的煙霧報警

礦井漏水和火災是煤礦的多發故障，通過加裝煙霧傳感器，可以有效的在發生煙霧是及時作出報警并采用礦井防火灑水的措施進行處理。

2.3 皮帶輸送機中速度傳感器

皮帶輸送機中的速度傳感器主要是有發光管和光電接收管構成的，通過對加裝在滾筒山的光電信號進行接收計數，測量出相應的皮帶轉速，從而為后期實現檢測低速打滑、斷帶和超速保護等做好準備，而且皮帶輸送機中的速度傳感器具有穩定性、抗干擾能力強等特點。

2.4 堆煤傳感器

主要用于檢測皮帶煤倉中的煤炭堆積量，當其中的煤炭堆積過多或者是皮帶輸送的煤炭流量過大時，皮帶上的煤流推動導桿大于設定角度時，將信號傳輸至皮帶輸送機綜合控制系統中，PLC在接收到信號后，在程序運行后延時0s～4s后發送主機停止信號，將主機停機。

2.5 急停開關

急停開關是必不可少的安全防護裝置，在一旦發現故障或者是設備運行問題是可以通過按壓急停開關及時的將皮帶輸送機主機的電源切斷，使皮帶輸送機及時停止運轉。同時需要將輸送機巷道內的每個急停開關進行串聯，使其在真個輸送機的任意一個急停開關處都可進行緊急制動。

2.6 輔助功能

通過在整個皮帶輸送機上添加聲光語音提示，在皮帶輸送機需要進行動作時提前進行報警提示，確保職工的人身安全。通過添加自動灑水裝置保證在巷道內溫度過高時及時通過灑水降溫滅火。

3 結束語

通過在皮帶輸送機中添加PLC控制裝置，可以更方便的進行控制，同時通過對設備進行整體監控，保證設備的正常安全運行。

參考文獻

[1]李方園.PLC控制技術[M].電子工業出版社，2010，3.