某煤礦次煤場輸煤皮帶程序設計

齊國慶

【摘 要】本文結合某煤礦次煤場生產要求，設計了一款新型輸煤皮帶系統，通過PLC程序自動控制整個系統的運行。該系統安全可靠，操作簡單，有一定的經濟效益。

【關鍵詞】輸煤皮帶；PLC；自動控制；經濟效益

1 問題的提出

輸煤系統在次煤場占很重要的地位。它的正常運轉，關系到次煤場的安全生產和經濟效益。本設計為某煤礦次煤場輸煤系統電氣控制設計方案之一，該設計擯棄了以往繼電器接觸器控制方式，改為由PLC程序控制。它滿足了新的生產工藝需求，提高了生產效益。

2 解決方案

PLC是微機技術和繼電器常規控制相結合的產物。根據生產工藝要求，我們可以把控制程序輸入PLC中，經過修改調試無誤后，對輸煤皮帶進行控制。

利用PLC對輸煤皮帶進行控制，有以下優點：

1）接線量少，故障率低，便于維修和維護。

2）PLC種類多，資源豐富便于以后升級改造。

3）接線前可進行電腦模擬驗證控制邏輯關系，便于排除設計缺陷。

4）PLC有數據通信功能，可以通過更改控制程序，對輸煤皮帶進行再升級。

3 輸煤皮帶的電氣設計步驟

1）對以往輸煤皮帶控制回路進行研究，分析接觸器完成動作的條件。與實際操作人員多交流，提取意見，對輸煤皮帶加以改進。

2）選擇PLC的機型。根據輸煤皮帶I/O設備的數量與類型，確定PLC的I/O點數。I/O點數應留有20%的余量，為系統改造留有余地。

3）設計I/O端口連接，繪制I/O接線圖。

4）參照機床原有的控制電路圖，對PLC進行程序設計。

5）模擬調試及現場調試。調試成功后進行技術資料整理、歸檔。

4 輸煤皮帶的實際設計

為驗證PLC對輸煤皮帶進行升級改造的可行性，具體改造過程如下：

1）明確各電機的控制過程：

程控操作：a、選擇開關指向程序控制

b、啟動

短時按下警示鈴按鈕，待現場短時按下警示鈴按鈕回復后，方可按下開啟按鈕；

按下開啟按鈕（10秒后除鐵器啟動，再過10秒皮帶啟動，再過10秒振動篩啟動，再過10秒刮板機啟動，開啟完成）當接觸器吸合時對應指示燈亮。

c、停止

按下停止按鈕（刮板機馬上失電，10秒后振動篩失電，再過10秒皮帶失電）；

按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電，停止結束。

控制箱設有緊急停止按鈕，按下后刮板機、振動篩、皮帶、除鐵器馬上全停。

d、當過載保護動作時，將按順序停止，

如除鐵器故障，刮板機、振動篩、皮帶、除鐵器馬上自動全停；

皮帶故障，刮板機、振動篩、皮帶馬上停，按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電；

振動篩故障，刮板機、振動篩馬上停，10秒后停皮帶，按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電；

刮板機故障，刮板機馬上停，10秒后停振動篩，再過10秒停皮帶，按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電。

e、現場發現異常時（如冒煙等），熱繼電器未動作；

按下相應故障急停按鈕，停機順序同過載保護動作；

檢修操作（用于控制單一電機）：

f、選擇開關指向檢修控制

就地開關控制相應電機起停（此時各接觸器互不相關，程控回路已斷開）。

2）下圖是輸煤皮帶的電氣主回路：

輸煤皮帶的電氣主回路分析：

每個電機都由一個相應接觸器控制，并設有熱繼電器保護。

3）清點I/O設備，選擇PLC型號：

輸入：旋鈕開關4個，按鈕5個（常開有一個兩地控制），急停按鈕5個，轉換開關1個需要兩個端口，合計輸入點數15點；

輸出：交流接觸器4個，指示燈4個，報警鈴1個，合計輸出點數9點。因為需要留有20%左右的余量，所以I/O點數分別在24個和16個為宜；皮帶的接觸器動作不頻繁，故PLC的輸出采用繼電器方式。因為程序較為簡單，所以選擇性價比較高的FX1N系列，通過查詢三菱機電PLC選型表，所以選用了FX1n-40MR-001。它的輸入為24點，輸出16點，I/O總點數為40點。

4）繪制I/O接圖：

5）設計輸煤皮帶的PLC程序：

6）經模擬調試及現場系統調試依次啟動；依次停止；急停；故障急停；檢修模式全部正常，完成技術資料的歸檔。

結合生產現場，我們可以發現PLC控制輸煤皮帶有以下的優點：

1）元器件邏輯關系很容易更改，代替了繼電器控制時拆接線環節，節省時間。

2）PLC邏輯關系測試方便、準確，設計缺陷很容易被發現。

3）接線簡單，容易排查接線錯誤。

4）設備故障率大大降低，增加了可靠性。

5）元器件容易的更換位置，輸煤皮帶很容易再升級。

5 結束語

利用PLC控制設計的系統，使輸煤系統擁有可靠性高，故障點易排查，操作簡單，維護方便等優點。因此，PLC控制輸煤皮帶，滿足了某煤礦次煤場的生產工藝需求，提高了生產效率，并對安全生產運營提供了保障。

【參考文獻】

[1]郁漢琪.機床電氣及可編程序控制器實驗、課程設計指導書[M].南京工程學院出版，2000.

[責任編輯：田吉捷]