PLVC控制器在煤礦掘進機的應用

王鑫　楊雷 楊光

摘 要：煤炭在我國的能源結構中占據著很大的比重，近些年來，隨著能源需求的不斷增長，對于煤炭的需求也越來越大。在煤炭的開采過程中，煤礦掘進機在煤炭的開采中發揮著重要的作用，通過對煤礦掘進機進行PLVC改造，使用PLVC作為煤礦掘進機的控制中樞來對掘進機中的電氣和液壓進行控制，從而達到減少煤礦掘進機的電氣控制系統的復雜程度，降低煤礦掘進機的電氣故障發生率，并通過建立起煤礦掘進機的故障診斷來對掘進機使用過程中所出現的問題進行及時的報警，確保煤礦掘進機的正常運行。文章將就如何使掘進機的電控系統進行PLVC升級來進行介紹。

關鍵詞：煤礦掘進機，電氣控制系統，液壓閥PLVC控制器

前言

PLC可編程邏輯控制器從發明至今已有40多年，PLC現今已經應用于生活的各個方面，現今在煤礦掘進機中已經廣泛采用PLC來對掘進機的電氣系統進行控制，從而實現了簡化掘進機電氣控制的效果。掘進機是用于開鑿平直地下巷道的機器。在煤礦掘進機中液壓伺服系統被廣泛使用，傳統的應用PLC來對比例電磁閥組進行控制需要在PLC輸出端設置一定的模擬量輸出端口，同時在輸出端口與比例電磁閥之間需要增設放大器從而實現對于比例電磁閥的控制，從而極大的增加了電控系統的復雜性，使得系統出現故障的幾率大為增加。隨著科技的進步，出現了一種將傳統的PLC的電氣控制功能與液壓伺服閥控制結合起來的PLVC控制器，此種控制器相較于傳統的PLC省去了輸出模擬信號轉換放大的麻煩，可以直接控制伺服閥。

1 PLVC可編程控制器簡介

PLVC可編程控制器是一種將傳統PLC的電氣控制與液壓私服閥控制集合起來的控制設備，尤其適用于完成復雜的液壓系統電磁閥的控制，能夠完成系統預設的各種液壓系統的壓力控制以及液壓系統的速度與加速度等動作中，通過將PLVC控制器與各種比例伺服電磁閥和模擬數字等使用有線或者是無線的方式進行連接，用于液壓系統的控制。PLVC控制器具有很高的開放性：PLVC控制器具有十分靈活的模塊化設計，通過使用基本模塊與擴展模塊相結合的方式可以十分靈活的完成對于整體液壓系統的診斷、控制以及過電壓保護等的控制。與各種上位機等可以采用多種總線連接方式（如profibus總線、CAN總線等），對于控制器中的參數可以根據需要進行相應的設置，是一種十分靈活、開放的控制器。

2 煤礦掘進機的電控系統簡介

2.1 煤礦掘進機的電控系統的組成

使用PLVC控制器實現對于煤礦掘進機的液壓與電氣的綜合控制，使用PLVC控制器作為系統的總控制器，其主要供電電源使用的是DC24V，基本模塊配備有4路模擬量輸入、3路數字量輸入，控制器的輸出模塊可以直接用于對液壓系統比例電磁閥中開關量的控制，也可以用于控制液壓系統中的各種電磁閥的開關。控制過程中可以驅動的最大電流為2200mA，對于電磁閥的控制十分方便。PLVC的主控制器是煤礦掘進機中的主要控制設備，在煤礦掘進機中選用兩臺PLVC控制器分別作為主站與從站實現對于煤礦掘進機的整體控制，其中作為主站的PLVC控制器主要用來驅動液壓系統中需要速度精確調節的比例電磁閥等，如煤礦掘進機中的切割臂的升降控制、煤礦掘進機的行走于回轉等，將另一臺控制器作為從站，用來對煤礦掘進機中的星輪的旋轉的控制。對于煤礦掘進機的操作站模塊可以使用安全型操作站，同時對于操作站與電控箱之間的連接方式可以改為較為合理的通信方式，從而達到減小煤礦掘進機控制站的體積與縮短掘進機操作站與電控箱之間的距離，從而使得煤礦掘進機的控制系統便于維護。煤礦掘進機操作站所顯示的主要內容有：煤礦掘進機中的報警與故障的文本顯示、煤礦掘進機的當前的動作與最后一次動作的顯示，煤礦掘進機中各種傳感器所顯示的掘進機中的各種狀態等。由于煤礦掘進機中的工作電壓選用的是660/1140V兩種，PLVC系統中的漏電模塊與PLVC主控制器的連接采用的是內部通信，控制器個根據整個控制系統的狀態來決定漏電閉鎖功能的開啟與關閉，以及以上介紹的兩者電壓的切換，當漏電檢測模塊檢測到系統中存在漏電問題時，需要控制立即閉鎖系統電動機的啟停。PLVC控制系統所能實現的功能如圖1所示。

2.2 PLVC控制器工作原理

煤礦掘進機中的PLVC控制系統工作原理如下：對于煤礦掘進機液壓系統中的比例伺服閥的驅動采用的是兩個PLVC控制器進行控制，對于兩者之間的通信采用的是CAN總線進行連接，開關量輸出主要用于控制煤礦掘進機切割臂的動作。對于煤礦掘進機的電氣控制器主要放置在控制電柜內，對于煤礦掘進機的操作臺則放置在控制電柜的外部，因此，需要通過安全柵將竄入到現場本安設備的能量限制在安全的范圍內，從而實現對于現場的設備與人員的安全保護。煤礦掘進機的操作人員實現對于煤礦掘進機的控制可以通過使用操作站對其進行控制，煤礦掘進機操作站通過使用RS-485通信線、安全柵與RS-485/RS-232之間的轉換器來進入到PLVC中的控制器。通過設置在煤礦掘進機中的各種傳感器將所檢測的信號輸入到主控制器中，從而實現對于煤礦掘進機的整體監控。

3 對于煤礦掘進機PLVC控制器的程序設計

對于PLVC控制器可以選用STL語言進行程序的編寫，能夠實現對于煤礦掘進機液壓系統中的比例電磁閥中的短路與斷路的狀態檢測，并將檢測信息及時發送到主控制其中進行實時顯示，在PLVC控制器中，使用通道號中的1000至1054這55個字作為煤礦掘進機操作站的通信區，將1055至1064這10個字作為煤礦掘進機漏電檢測模塊的通信區，而將1065至1070這6個字作為遙控接收模塊的通信區。

4 結束語

PLVC是一種較為靈活的控制器，使用PLVC控制器來對煤礦掘進機的電控系統進行一定的優化，能夠有效的降低煤礦掘進機電控系統的復雜性，通過使用PLVC控制器中所帶有的故障自診斷功能，使得煤礦掘進機的整體電氣特性得到了較大的提高，其接線較為方便，省去了控制器中的模擬信號的功率放大部分，從而簡化了煤礦掘進機的液壓系統的控制。

參考文獻

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