論P(yáng)LC技術(shù)在煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備中的應(yīng)用

摘要：煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備自動化程度越來越高，針對煤礦用電機(jī)車、提升系統(tǒng)、皮帶輸送機(jī)現(xiàn)有控制系統(tǒng)生產(chǎn)工作中存在的問題，通過PLC技術(shù)對其進(jìn)行研究及應(yīng)用，設(shè)備的生產(chǎn)效率顯著提高，其穩(wěn)定性及可靠性有了明顯的改進(jìn)，PLC技術(shù)在煤礦設(shè)備中的運(yùn)用也越來越廣泛。

關(guān)鍵詞：煤礦；PLC；生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備；應(yīng)用

在煤礦設(shè)備生產(chǎn)廠家的研究改進(jìn)下，PLC技術(shù)得到快速普及。上世紀(jì)末期，生產(chǎn)設(shè)備向兩極化發(fā)展，PLC技術(shù)的應(yīng)用也涵蓋了小型設(shè)備到超大型設(shè)備，出現(xiàn)了具有特殊功能的邏輯控制單元，標(biāo)準(zhǔn)化接口協(xié)議的應(yīng)用，使應(yīng)PLC技術(shù)的不同設(shè)備間組網(wǎng)更加方便，生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合能力顯著提高。

1 PLC技術(shù)在架線式工礦電機(jī)車上的應(yīng)用

1.1 架線式工礦電機(jī)車生產(chǎn)中存在的問題

架線式工礦電機(jī)車是以牽引電機(jī)驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，依靠軌道與車輪的摩擦在煤礦井下軌道運(yùn)輸?shù)囊环N牽引設(shè)備，是井下運(yùn)送人員、物料的的主要運(yùn)輸工具。為了確保機(jī)車系統(tǒng)安全、可靠、高效的運(yùn)行，技術(shù)人員將機(jī)車運(yùn)輸狀態(tài)（速度、位置、信號燈）及環(huán)境信息（道岔）通過數(shù)據(jù)采集器直接將數(shù)據(jù)傳輸至控制主機(jī)，操作人員通過控制主機(jī)實(shí)時監(jiān)測及控制機(jī)車的運(yùn)輸模式。之前，井下控制系統(tǒng)多采用繼電器的電氣互鎖控制，通常在設(shè)計(jì)施工前需進(jìn)行大量的電路分析及線路繪制，隨著工作面的不斷深入，井下巷道線路的拓展，經(jīng)常會對機(jī)車的運(yùn)輸控制系統(tǒng)進(jìn)行修改，需要耗費(fèi)大量的人力物力，而且因繼電器硬件上的缺陷，很多功能無法實(shí)現(xiàn)。

1.2 基于PLC技術(shù)的架線式工礦電機(jī)車控制系統(tǒng)

隨著電子信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，架線式工礦電機(jī)車控制系統(tǒng)互鎖的方式也越來越多樣化，除了繼電器電氣互鎖控制外，新增了PLD觸發(fā)控制，PLC觸發(fā)控制和微型機(jī)觸發(fā)控制等。

基于PLC技術(shù)的架線式工礦電機(jī)車控制系統(tǒng)，其工作原理如圖1所示，當(dāng)機(jī)車運(yùn)行過程中，車體信號發(fā)射裝置將運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送至該區(qū)域內(nèi)定位裝置，定位裝置將數(shù)據(jù)傳輸至控制分站，通過分站主控機(jī)顯示出機(jī)車的狀態(tài)信息，分站主控機(jī)通過機(jī)車位置信息與道岔的距離信息分析計(jì)算，并將結(jié)果傳至上位機(jī)。上位機(jī)通過對整個系統(tǒng)內(nèi)所有分站的信息匯總、處理，統(tǒng)籌規(guī)劃出機(jī)車的最佳運(yùn)行執(zhí)行命令，并將命令回傳至控制分站，以達(dá)到對機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)的控制。

它同時具有人工控制和自動運(yùn)行兩種工作模式，可自動檢測機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)，自動復(fù)位道岔位置，具備闖紅燈后和故障的自動保護(hù)功能，不僅提高了控制系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，而且可有效保障機(jī)車及人員的安全性。

通過與繼電器的電氣互鎖控制相比，PLC技術(shù)的應(yīng)用極大地減少了前期工作的工作量，使用起來高效穩(wěn)定，升級改造也相對簡單，而且外接設(shè)備方便，便于井下運(yùn)輸系統(tǒng)的組網(wǎng)工作。

2 PLC技術(shù)在提升系統(tǒng)上的應(yīng)用

2.1 礦用提升機(jī)在生產(chǎn)中存在的問題

礦用提升機(jī)是煤礦大型固定設(shè)備之一，主要用于提升/下放人員、物料、設(shè)備、礦物等，分為纏繞式提升機(jī)、摩擦式提升機(jī)、內(nèi)裝式提升機(jī)、礦井提升機(jī)四類；之前我國煤礦井下礦用提升機(jī)電控系統(tǒng)主要是依靠繼電器來實(shí)現(xiàn)，其穩(wěn)定性差，維護(hù)保養(yǎng)難度大，耗時長，由于繼電器容易出現(xiàn)故障，在實(shí)際工作運(yùn)行中，極易引發(fā)誤動作，導(dǎo)致提升/下放時行進(jìn)不穩(wěn)定，成為重大的安全隱患，由于整個系統(tǒng)的故障率偏高，其組網(wǎng)難度增大。

2.2 基于PLC技術(shù)的礦用提升機(jī)控制系統(tǒng)

通過運(yùn)用PLC技術(shù)來控制提升系統(tǒng)的開合動作，代替了以繼電器為主的控制系統(tǒng)，不僅減少復(fù)雜的連線，而且減小主控系統(tǒng)的所占面積，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性，在控制精度方面也大大提高。

主要工作任務(wù)有安全保護(hù)系統(tǒng)和運(yùn)行操作控制。通過傳感器采集提升機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，并將參數(shù)實(shí)時傳輸至控制主機(jī)中。主機(jī)通過將運(yùn)行參數(shù)與程序中參數(shù)進(jìn)行邏輯比對，生產(chǎn)操作命令（包括運(yùn)行動作、方向控制、過卷復(fù)位等）。另一方面，如參數(shù)出現(xiàn)異常，主機(jī)將執(zhí)行安全保護(hù)操作（抱閘，安全制動，聲光報(bào)警）。同時主機(jī)通過數(shù)據(jù)端口將實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)傳送至顯示器，便于操作人員觀察提升機(jī)的提升/下降速度、深度、位置、電機(jī)參數(shù)及故障信息，同時擴(kuò)展端口可將信息通過數(shù)據(jù)網(wǎng)路傳輸至井上控制中心便于統(tǒng)一調(diào)度。該系統(tǒng)不僅提高了提升機(jī)的工作效率，而且保障了運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

3 PLC技術(shù)在礦用皮帶輸送機(jī)的應(yīng)用

3.1 礦用皮帶輸送機(jī)生產(chǎn)中存在的問題

礦用皮帶輸送機(jī)是由承載的輸送皮帶兼做牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，可用于運(yùn)送煤、矸石等物料，它的主要組成部分有輸送皮帶、托輥、驅(qū)動裝置、張緊裝置、機(jī)架、制動裝置、保護(hù)裝置等。皮帶輸送機(jī)運(yùn)行可靠、運(yùn)距長、運(yùn)量大、可連續(xù)工作，擔(dān)任了煤礦井下煤炭運(yùn)輸?shù)闹匾巧?/p>

3.2 基于PLC技術(shù)的礦用皮帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)

通過運(yùn)用PLC技術(shù)，礦用皮帶輸送機(jī)既可實(shí)現(xiàn)井下的集中控制，也可實(shí)現(xiàn)井上調(diào)度中心遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保通信中斷或系統(tǒng)故障時皮帶輸送機(jī)的正常工作。其工作任務(wù)有通過皮帶行走速度與驅(qū)動裝置輸出速度比較，通過數(shù)據(jù)的差值判斷是否存在超速和打滑現(xiàn)象，控制中心根據(jù)運(yùn)算結(jié)論來來控制驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)速或進(jìn)行安全保護(hù)操作。單獨(dú)的皮帶輸送機(jī)均可實(shí)現(xiàn)堆煤保護(hù)、跑偏保護(hù)、溫度保護(hù)、速度保護(hù)、煙霧保護(hù)等安全動作，并配有拉線急停裝置，極大的提高了系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性，保證了系統(tǒng)正常工作。

4 展望

隨著煤礦工業(yè)的發(fā)展，煤礦生產(chǎn)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、輔助設(shè)備也越來越自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，現(xiàn)場操作人員工作也將被遠(yuǎn)程控制人員所取代，未來的煤礦生產(chǎn)工作將更加高效、安全。PLC 技術(shù)將廣泛的應(yīng)用在煤礦領(lǐng)域，并隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：陳帥（1989.01），男，漢族，機(jī)電技術(shù)員，畢業(yè)于安徽大學(xué)，電氣工程及其自動化專業(yè)，主要從事煤礦提升運(yùn)輸設(shè)備自動控制工作。