PLC集中控制系統(tǒng)在煤礦膠帶輸送機上的應用

孟林

摘要：當前，我國各行各業(yè)快速發(fā)展。我國年均礦產資源消耗非常大，它為我國的快速發(fā)展提供了物質基礎，PLC集中控制系統(tǒng)在煤礦膠帶輸送機上的應用有利于煤礦工作的順利開采。本文將從工作原理、PLC集中控制系統(tǒng)構成、煤礦傳輸機PLC控制系統(tǒng)的構成、PLC系統(tǒng)的軟件設計以及控制方式、PLC系統(tǒng)的主要功能、PLC系統(tǒng)在煤礦膠帶傳輸機器的實際運用控制方式這幾個方面來進行重點闡述，同時本文研究內容也可供相關部門和廣大同行借鑒與參考。從而更好的實現(xiàn)對我國煤礦開采過程中煤礦運輸過程中的優(yōu)化。

關鍵詞：PLC；煤礦；控制系統(tǒng)；傳輸機；技術應用

引言

我國年均礦產資源消耗非常大，所以對礦產資源的需求量是非常大的。我國對于礦產資源的消耗越來越大。但是，由于煤礦所在的環(huán)境較為復雜，從而使得在實際開采中存在很多外在因素的影響。采礦行業(yè)作為我國的傳統(tǒng)行業(yè)，我國的煤礦輸送系統(tǒng)系統(tǒng)普遍的自動化程度相對較低，煤礦的生產效率很難提高。當前，我國科技水平得到了顯著提高，隨著我國計算機軟件技術的快速發(fā)展，越來越多的煤礦工作者的運用可編程序控制器來加強對工作的管理控制，逐步形成了PLC軟件控制體系，大大提升了煤礦膠帶輸送機的效率，加強了煤礦企業(yè)的經濟效益。

1.設備工作原理

煤礦運輸機的控制系統(tǒng)最核心的部分是PLC系統(tǒng)。它是通過串行聯(lián)通的形式，實時監(jiān)控設備傳感器的工作模式。它監(jiān)控的項目包括：煤礦膠帶輸送機的運行速率、煤礦堆情況、設備的溫度高低、現(xiàn)場環(huán)境的煙霧程度、以及灑水量的大小以及設備開始與停止的監(jiān)測。監(jiān)測信息自動轉換成相應的信號，煤礦工作人員就可以通過設備的信號指示指導設備的運行過程，從而可以實時的監(jiān)控膠帶輸送機，防止設備出現(xiàn)故障導致工作被迫停止，從而顯著提升膠帶輸送機的運輸效率。

2.PLC控制技術結構組成

可編程控制器的控制原理是一個復雜的過程。通常來說，可以將它分成輸入采樣分析控制系統(tǒng)、程序執(zhí)行控制系統(tǒng)和輸出分析控制系統(tǒng)這三個部分。所以，煤礦采礦單位在運用PLC系統(tǒng)的時候，首先要采用數(shù)據(jù)掃描把煤礦生產各個階段的數(shù)據(jù)進行讀取掃描，并把相關數(shù)據(jù)信息儲存在I/O映像中。然后工作人員需要向PLC系統(tǒng)發(fā)出指示，根據(jù)掃描存儲信息數(shù)據(jù)，來刷新系統(tǒng)輸出鎖，從而實現(xiàn)對煤礦膠帶輸送機的控制。它的基本構成示意圖如圖1所示：

圖1：PLC技術組成結構示意圖

3.煤礦傳輸機PLC控制系統(tǒng)的構成

因為PLC系統(tǒng)在我國的煤礦開采膠帶運輸?shù)闹T多方面中有著很高的運用價值，所以煤礦開采企業(yè)PLC系統(tǒng)設計人員加強了對PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)化創(chuàng)建。當前，它主要是由PLC地面控制中心、PLC井下分站、PLC系統(tǒng)保護設備、PLC數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)這個4個方面構成。在PLC系統(tǒng)的運行工作階段，通常是采用分布式的系統(tǒng)控制形式來對膠帶運輸煤礦實現(xiàn)機械自動化。除此之外，在煤礦PLC控制系統(tǒng)在系統(tǒng)運行和系統(tǒng)構建的階段，煤礦企業(yè)的PLC工作人員需要通過兩臺系統(tǒng)控制顯示屏對操作地面主控制操作室。為了提升煤礦傳輸機的工作效率，這兩臺系統(tǒng)控制顯示屏應該區(qū)分不同的功能，一個用作主要的控制設備顯示屏，來對PLC控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行記錄、控制和顯示；一個作用輔助設備顯示屏，它作為主要控制設備顯示屏的備用顯示屏，從而保障整個PLC集中控制系統(tǒng)在煤礦膠帶輸送機上的工作效率更加高效。通?？梢圆捎肨CP/IP標準通信協(xié)議把這兩臺計算機顯示屏軟件關聯(lián)在一起。

4.PLC系統(tǒng)的軟件設計以及控制方式

PLC控制系統(tǒng)通常是采用獨立功能的梯形圖劃分模塊來進行設計的。當PLC系統(tǒng)開啟工作狀態(tài)的時候，它會先檢查系統(tǒng)程序是否存在錯誤，從而有效的保證相關的設備進入正常的工作狀態(tài)。然后，進入工作運行模塊。如果在系統(tǒng)的運行中發(fā)現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)設備發(fā)生故障，它將會自動進入其它的模塊。無論系統(tǒng)設備處于任何的狀態(tài)之下，工作人員只要選擇PLC系統(tǒng)停止按鍵，就可以強行關閉停止PLC系統(tǒng)設備。除此之外，煤礦工作人員還可以遠距離操作PLC控制系統(tǒng)，注需要把命令輸入系統(tǒng)，在工作人員設定的極限值之內，PLC系統(tǒng)就可以實現(xiàn)每條膠帶傳輸機的正常運輸工作，從而煤礦工作人員實現(xiàn)對PLC控制系統(tǒng)的遠距離操作控制。在PLC系統(tǒng)的正常運行階段，煤礦工作人員應該依據(jù)逆流工藝流程延長PLC系統(tǒng)的內部設備啟動所需要的時間，當啟動系統(tǒng)的時候，為了保障設備不要出現(xiàn)工作故障，首先要在使用電機之前啟動它的連鎖按鍵。當工作流程停止的時候，要把物料清理干凈，從而減小物料堵塞的情況發(fā)生。并且，還需要根據(jù)每個具體的工作流程不同，改變電動機的運轉工作方式，按照順序依次檢查，直到全部檢查完畢。當PLC系統(tǒng)處于自動檢查的工作階段狀態(tài)的時候，一定要確保設備是能夠獨立的運轉，這才能使的PLC系統(tǒng)的主控機設備發(fā)揮更高的工作效率。

5.PLC系統(tǒng)的主要功能

第一點，煤礦膠帶巡視工作人員能夠隨時、隨地的與煤礦沿線工作人員進行溝通、聯(lián)系，從而可以方便設備檢修人員對設備的檢修以及工作的溝通。在使用PLC系統(tǒng)控制傳輸煤礦的時候，膠帶的傳輸速度比較快。

第二點，當聯(lián)通線路的時候，計算機系統(tǒng)控制顯示屏會自動的顯示PLC系統(tǒng)工作運行的狀態(tài)情況，能夠讓工作人員清楚的了解到系統(tǒng)工作運行的基本情況，了解到PLC系統(tǒng)工作運行的相關數(shù)據(jù)參數(shù)。因為每一臺膠帶傳輸機器的系統(tǒng)設備傳感器是處于不同的工作狀態(tài)中。如果設備發(fā)生故障，當工作人員啟動系統(tǒng)的時候，就會顯示該機器設備發(fā)生故障的時間、該機器設備所發(fā)生故障的類型以及該機器設備所發(fā)生故障的具體位置等等信息。不僅如此，每一臺膠帶傳輸機器的系統(tǒng)設備可以自動操控、自動記錄各個參數(shù)和數(shù)據(jù)信息甚至是自動檢查系統(tǒng)設備發(fā)生的故障等等。

第三點，PLC系統(tǒng)可以在無設置的使用情況之下，對PLC系統(tǒng)內部可能出現(xiàn)系統(tǒng)故障有效的預防。在系統(tǒng)處于工作的時候，如果某一些數(shù)據(jù)參數(shù)不正常，系統(tǒng)會自動調整把它到合理的數(shù)值范圍，從而實現(xiàn)有效的預防系統(tǒng)故障，大大提升煤礦膠帶輸送系統(tǒng)的工作效率。在系統(tǒng)的工作階段，如果系統(tǒng)遇到無法自動解決的故障的時候，比如：PLC系統(tǒng)適配器或者掃描機器發(fā)生障礙，因為該PLC系統(tǒng)是采用計算機聯(lián)網，那么就會形成故障傳輸信息從而自動警報提示告知工作人員發(fā)生故障的設備部件位置以及時間。

第四點，PLC系統(tǒng)可以設置膠帶傳輸機的保護裝置，從而減少膠帶縱向撕裂發(fā)生的概率。通過對每個膠帶設置不相同的使用功能和設置系統(tǒng)自動警報功能。當膠帶傳輸機處于上位工作的時候，通過對每一條膠帶設置拉線開關，當膠帶傳輸機出現(xiàn)異常、發(fā)生緊急情況的時候，系統(tǒng)就會控制自動拉開它們的間距距離。提升膠帶的延展性，可以達到防止傳輸帶上煤礦偏跑的作用；與此同時，通過在膠帶傳輸機的開始位置放置堆煤傳感器，可以監(jiān)測傳輸機設備的工作運用速率和煤礦堆是否發(fā)生橫向位置移動的打滑情況。從而可以提升工作人員的人身安全、保障煤礦堆的運輸過程順利進行，提升運輸機的工作效率。

第五點，PLC系統(tǒng)還可以準確的記錄每臺膠帶運輸機的運輸信息情況，從而自動形成煤礦運輸數(shù)據(jù)信息表，并且做好信息統(tǒng)計。這些運輸數(shù)據(jù)信息表會自動保存在系統(tǒng)電腦上，方便工作人員的管理分析。

6. PLC系統(tǒng)在煤礦膠帶傳輸機器的實際運用控制方式

6.1地面控制方式

通過PLC控制系統(tǒng)，煤礦工作人員可以在地面監(jiān)控室對運輸設備有效的監(jiān)控?？刂品绞娇梢苑譃閮煞N：第一，PLC地面自動控制；第二，PLC地面手動控制。

6.1.1 PLC地面自動控制

在PLC控制設備地面自動控制之下，在煤礦膠帶輸送機正常運行的階段，PLC系統(tǒng)可以自動控制預防可能出現(xiàn)的設備故障，以及設備出現(xiàn)故障的時候，自我修復能力。從而可以有效提高煤礦膠帶輸送機的工作效率。

6.1.2 PLC地面手動控制

在地面PLC集中控制的指引之下，煤礦工作人員可以在地面集控室來對系統(tǒng)工控設備輸入控制命令，而不需要工作人員進入場地現(xiàn)場才能對膠帶輸送機的人為控制，可以大大方便操控人員實現(xiàn)對膠帶輸送機的人為控制。實現(xiàn)某一單臺膠帶輸送機的開始工作和停止工作等相關操作控制。

6.2煤礦井下控制

這種方式是指工作人員在礦井下的系統(tǒng)控制站對膠帶傳輸機和給煤機實施管理控制，關于煤礦井下控制的具體方式有以下幾種方式，第一，工作人員當場手動管理控制方式，在膠帶傳輸機工作階段，通過這種控制方式可以啟動和停止相關的設備機器比如：煤礦給煤機以及膠帶傳輸機的管理控制。第二，工作人員當場試驗管理控制方式，這種控制方式能夠更加進一步的控制單臺機器設備的工作運行狀態(tài)，但是這種方式不能控制鎖閉膠帶傳輸機組。通常情況下，這種控制方式主要使用于當膠帶傳輸機的發(fā)生故障狀況時候的檢修工作。值得注意的是，如果使用這種控制方式，一定要確保對應的膠帶傳輸機的煤炭給煤機是沒有媒的情況，從而防止堆煤事故情況的發(fā)生。

6.3抗外界環(huán)境干擾

當前，在我國的各個煤礦中，煤礦傳輸機在工作階段是常常會受到各種外界環(huán)境的干擾，比如電源干擾。這對煤礦的傳輸工作的順利進行造成了一定的阻礙，所以相關技術人員需要通過PLC系統(tǒng)優(yōu)化抗外界環(huán)境干擾的措施。第一步，要注重處理控制系統(tǒng)的核心處理器，對它采用多級過濾電磁波的防護措施，提升它的抗外界環(huán)境電磁波的干擾。第二步，要強化使用設備交流電引進線的作用，技術人員不能使用長度過長的引進線，而且要讓它的接口處于濾波器和變壓器位置附近。

結束語：

通過對PLC控制系統(tǒng)對煤礦膠帶輸送系統(tǒng)的應用研究，加強了煤礦膠帶輸送系統(tǒng)的工作智能化、自動化，顯著提升煤礦工作人員對煤礦傳輸系統(tǒng)的監(jiān)督管理，提升了煤礦傳輸?shù)墓ぷ餍剩档土巳藶橐蛩貙е碌陌踩[患，有效的保障了煤礦開采工作的順利進行，大大提高了企業(yè)的經濟效益。

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（作者單位：陜西彬長礦業(yè)集團）