PLC在膠帶輸送機集中控制系統的應用及相關問題研究

劉保東+孟慶瑀

摘 要：基于目前PLC在膠帶輸送機集中控制系統中的應用缺陷，文章分析了PLC在膠帶輸送機集中控制系統的應用效果以及應用現狀，并提出了與之對應的設計控制方法。其目的是為相關建設者提供一些理論依據。

關鍵詞：PLC；膠帶輸送機集中控制系統；膠帶機順煤流；膠帶機逆煤流

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.165

0 引言

現代化經濟建設步伐的不斷向前推進，使得人們對能源的使用需求越來越大。膠帶輸送機是煤炭企業實現安全生產以及提高生產效率的關鍵，然而，其運行使用過程中卻受諸多因素的影響，這就使得企業的經營發展目標難以實現。針對這一問題，相關建設人員應將基于PLC的膠帶輸送機集中控制系統作用于實踐，從而實現其應用的經濟成本控制目標、效率目標。這是緩解煤炭資源開采企業經營建設壓力的重要課題內容，研究人員應將其重視起來，從而推動現代化經濟建設的快速穩定發展。

1 PLC在膠帶輸送機集中控制系統的應用效果

膠帶輸送機是一種通過連續運輸來實現長距離運行的機械設備，其主要被應用于各類煤炭行業。研究表明，膠帶輸送機的運行使用成本是由其皮帶使用壽命決定的。然而，膠帶輸送機在實際應用過程中存在諸多問題影響，這就使其運行使用容易出現安全事故。這種情況，煤礦企業的安全生產就難以實現，從而在一定程度上阻礙了行業的正常發展。為此，研究人員可將可編程控制器，PLC（Programmable Logic Controller）應用于其系統控制，從而提高膠帶輸送機的運行使用效率。PLC技術一種結合繼電邏輯控制以及IT技術的科學技術，其作為新型的工業控制器，具有編程過程簡單實用、硬件設備配備齊全且編程控制器應用可靠性、靈活性高的特點。當該技術作用于膠帶輸送機設備后，不僅達到了膠帶輸送系統的集中控制目標，還實現自動化控制。然而，其在實際應用過程中，由于技術并不成熟，使得煤炭企業面臨一定風險。為此，研究人員應在明確PLC在膠帶輸送機集中控制系統中的應用現狀基礎上，找出具體優化設計的方式方法，從而達到其真正的效用。

2 PLC在膠帶輸送機集中控制系統應用中的相關問題

基于PLC作用的膠帶輸送機集中控制系統，其控制電路是由4個接觸器、6個時間繼電器以及4個熱繼電器組成。這就意味著系統運行過程將面臨運行元件較多、接線復雜、故障率高且檢修難度大等問題缺陷。如圖1所示，為膠帶機集中控制系統電路圖。

此外，集中控制系統在保護設施方面并不全面，即主要體現在，膠帶打滑、低速、溫度、超速以及煙霧等保護均未進行合理設置。而系統運行啟動順序的完全逆煤流問題，更會造成整個系統的空轉時間過長。例如，當基于PLC在膠帶輸送機的控制方式改為3號、4號膠帶逆煤流起動，且1號、2號膠帶機順煤流起動。其整個系統的起動順序為：3號膠帶機、4號膠帶機、3號膠帶機機尾帶動2號膠帶機起動以及1號膠帶機啟動。這一系統運行方式不僅能在不堆煤的情況下縮短啟動延時時間，來減少了膠帶機空轉的時間。因此，基于PLC的膠帶輸送機集中控制系統運行實現了高效、經濟性應用目標，特別是作用于那些段數多且膠帶機長的場合，將大幅度節省機械設備使用成本。然而，由于集中控制系統大多是在繼電器、接觸器的硬接線控制基礎上實現的，當控制目標發生變化，原有的繼電器電路只能通過重新設計、重新安裝的方式，來進行有效調整。這一系統運行缺陷，影響了可編程控制器的作用效果。為此，相關人員要加大對其的科研力度，以進一步提升PLC在膠帶輸送機集中控制系統中的效用。

3 PLC在膠帶輸送機集中控制系統的應用設計

3.1 遠程集中控制系統硬件設計

PLC在膠帶輸送機集中控制系統中的遠程硬件設計應通過兩方面來進行實現，即就地控制和遠程集中控制。其中現場就地控制是由PLC分站來實現的，而遠程集中控制則是由PLC主站來實現。對于PLC主站來說，其需要輸入就地控制以及遠程集中控制的選擇開關元件，即啟動按鈕、停止按鈕、過載信號、緊急停車信號等。而輸出的元件，則包括：膠帶機接觸器、報警器。

3.2 遠程集中控制系統軟件設計

一方面，設計人員要明確遠程集中控制系統的工作要求，進而采取具有針對性的膠帶輸送機啟動運行方式。例如，在進行停車操作時，為防止堆煤問題的出現，設計人員要通過設置實現煤卸空后再進行停車操作，且停車順序完全按照順煤流。此外，進行遠程啟動操作時，設計人員要先將遠程/就地方式轉換開關置于遠程位置上，并發出10s起動預警訊號，使得膠帶機輸送機沿線人員離開。這是提高膠帶輸送機運行安全性的重要設計內容。另一方面，集中控制梯形圖程序設計，要根據系統相關控制要求編制遠程集中控制梯形圖程序。例如，當膠帶機設備的起動延時均為6s，那么停車延時應設置為10s。

3.3 保護及檢測環節設計

為實現PLC在膠帶輸送機集中控制系統的應用可靠性目標，設計人員要在每部膠帶機設備上增設速度、溫度與煙霧傳感器等設施，以降低控制系統適用控制目標變化的造價成本。例如，可采用 AT89C52 單片機對采集到的傳感器數據進行分析處理，而后發出相應的處理信號，輕度故障報警，重度故障發出停車信號。在控制系統中4 臺膠帶機的重度故障停車信號分別以中間4臺繼電器線圈進行得電表示。如圖2所示，為故障檢測及處理流程圖。

4 結束語

綜上所述，PLC在膠帶輸送機集中控制系統的應用將在很大程度上提高煤炭企業安全生產效率和經濟性。而基于集中控制系統應用過程中存在的控制目標變化繼電器、接觸器設計缺陷，相關人員可通過優化遠程集中控制系統軟硬件設計，來提高運行使用便捷性。事實證明，PLC在膠帶輸送機集中控制中的應用問題，還要對其保護及檢測環節進行優化設計，以降低工作變化對其的影響。

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