PLC在煤礦井下膠帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用

楊陽(yáng)

【摘要】煤礦機(jī)電系統(tǒng)利用PLC控制技術(shù)，可以進(jìn)一步提高煤礦生產(chǎn)的安全性，使機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，可以對(duì)煤礦機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)和煤礦環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，提高了煤礦機(jī)電系統(tǒng)的整體效率。因此，本文對(duì)PLC在煤礦井下膠帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】煤礦;PLC;膠帶運(yùn)輸機(jī);應(yīng)用

引言

在實(shí)際的煤礦生產(chǎn)工作中，膠帶運(yùn)輸機(jī)作為重要的、具有高效開(kāi)采的機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)備，為實(shí)踐工作帶來(lái)了極大的便利與工作上的效率，因此對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)在工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，是需要進(jìn)行針對(duì)性的分析，以及優(yōu)化方案上的改造的，在后續(xù)的使用階段中，還要不斷的去加強(qiáng)改造分析，從而讓煤礦機(jī)電一體化生產(chǎn)的生產(chǎn)效率帶來(lái)更加穩(wěn)定的技術(shù)保障。

1 PLC技術(shù)簡(jiǎn)介

PLC是一種可編程控制器，硬件組成方式與人們采用計(jì)算機(jī)比較相近，主要是由于控制芯片、通信功能單元、輸入輸出單元等構(gòu)成。開(kāi)發(fā)起來(lái)十分便利，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。可以取代原來(lái)的繼電器控制技術(shù)，簡(jiǎn)化控制線路，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。程序的編寫(xiě)采用可視化的梯形圖語(yǔ)言，程序結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)可以直觀地體現(xiàn)給調(diào)試人員，只有具備基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)知識(shí)，就可以組建起PLC控制系統(tǒng)的外圍控制電路，也可以編寫(xiě)簡(jiǎn)單的控制程序。PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期比較快，一種先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)，煤礦機(jī)械中應(yīng)用PLC控制技術(shù)，可以進(jìn)一步減省控制系統(tǒng)占用的空間，也可以利用高效的通信功能，建立起控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采的自動(dòng)化。

2膠帶運(yùn)輸機(jī)工程概論

作為一種可以連續(xù)工作運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)輸設(shè)備，膠帶運(yùn)輸機(jī)主要就是利用膠帶來(lái)作為牽引的機(jī)構(gòu)，并利用膠帶來(lái)對(duì)需求進(jìn)行運(yùn)輸?shù)奈镔Y物料提供承載，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)物資物料連續(xù)不斷的運(yùn)輸作業(yè)。因?yàn)槟z帶運(yùn)輸設(shè)備安全、穩(wěn)定、高效，故而在我國(guó)的工業(yè)以及煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域中，這種運(yùn)輸方法都得到了極為廣泛的應(yīng)用，是此類(lèi)行業(yè)領(lǐng)域中公認(rèn)的高效運(yùn)輸設(shè)備。單從膠帶運(yùn)輸機(jī)電的特點(diǎn)上來(lái)講，它具有運(yùn)輸距離長(zhǎng)、運(yùn)輸量級(jí)大以及可以持續(xù)運(yùn)輸?shù)鹊忍攸c(diǎn)，膠帶運(yùn)輸機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的集中控制。但是，不可否認(rèn)的是，膠帶運(yùn)輸機(jī)在應(yīng)用階段中，也會(huì)因?yàn)槟承┻\(yùn)輸問(wèn)題而導(dǎo)致生產(chǎn)效能低下，為機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)而帶來(lái)障礙。

比如，在實(shí)際的運(yùn)輸過(guò)程中，會(huì)有大體積的矸石與大塊的煤塊被夾雜在需要運(yùn)輸?shù)拿簤K之間，而煤塊在到達(dá)各個(gè)卸載點(diǎn)時(shí)，里面的矸石與煤塊就會(huì)因?yàn)槭艿礁咚俚臎_擊，而導(dǎo)致皮帶支撐托架出現(xiàn)掉落等情況，使得整體托架傾倒，最終將中斷生產(chǎn)的繼續(xù)，給煤礦的生產(chǎn)將帶來(lái)極大的安全隱患。

3 PLC控制原理

3.1采樣輸入環(huán)節(jié)

PlC控制系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)控制功能，需要通過(guò)傳感裝置采集到控制機(jī)構(gòu)的具體狀態(tài)，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制首先需要解決的問(wèn)題。傳感裝置輸入狀態(tài)信息進(jìn)入到PLC的模擬量輸入端子，經(jīng)過(guò)工程量轉(zhuǎn)換后形成可以控制的數(shù)值。內(nèi)部的CPU會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)內(nèi)的所有傳感裝置進(jìn)行掃描，把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入然后存儲(chǔ)在I/O映像區(qū)間中，等待著控制程序的調(diào)用。采樣輸入環(huán)節(jié)單獨(dú)存在的，不會(huì)受到控制環(huán)節(jié)的影響，但直接影響著控制精度，需要保證輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.2程序執(zhí)行環(huán)節(jié)

根據(jù)具體的控制要求，在主程序中會(huì)調(diào)用不同的子程序，為了更為直觀的體現(xiàn)出控制過(guò)程，一般都會(huì)配套使用顯示裝置，可以把控制狀態(tài)、采集的數(shù)據(jù)和具體的執(zhí)行情況，更為直觀地反應(yīng)給操作人員。調(diào)用采集到的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)對(duì)多種數(shù)值的計(jì)算和邏輯處理，采用多種控制算法，則會(huì)形成控制輸出的數(shù)據(jù)[1]。

3.3控制輸出環(huán)節(jié)

控制程序執(zhí)行完成后就會(huì)轉(zhuǎn)入到輸出環(huán)節(jié)，PLC控制器會(huì)不斷刷新控制邏輯和數(shù)值，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)控制控制邏輯進(jìn)行動(dòng)作，輸出的控制數(shù)據(jù)也會(huì)決定著控制對(duì)象的行程和開(kāi)度。控制可以通過(guò)模擬量輸出端或開(kāi)關(guān)量輸出端口完成，隨著通信技術(shù)不斷完善，很多執(zhí)行機(jī)構(gòu)都集成了開(kāi)放性的通信端口，可以實(shí)現(xiàn)與PLC控制器的通信，控制數(shù)據(jù)也可以通過(guò)通信方式來(lái)完成。很多PLC還集成了互聯(lián)網(wǎng)通信端口，使得PLC的組網(wǎng)性能和控制能力得到進(jìn)一步提升，為組建起大范圍的工控網(wǎng)創(chuàng)造條件。

4 PLC在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤炭開(kāi)采使用的膠帶運(yùn)輸機(jī)原來(lái)采用人工控制方式，停止運(yùn)輸時(shí)需要調(diào)整液壓系統(tǒng)的輸出壓力，讓閘瓦可以更好地與制動(dòng)片產(chǎn)生接觸，使制動(dòng)阻力變大而使機(jī)械停止運(yùn)轉(zhuǎn)。該種制動(dòng)辦法會(huì)由于摩擦產(chǎn)生較大的熱量，對(duì)煤礦帶來(lái)很大的安全隱患。利用PLC監(jiān)測(cè)控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)片工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，利用間歇式制動(dòng)的辦法，避免制動(dòng)過(guò)程中形成火花[3]。

4.1地面控制中心

PLC系統(tǒng)的控制中心位于中央控制室內(nèi)，中央控制室距離井下的操作地點(diǎn)較遠(yuǎn)，主要功能為遠(yuǎn)程監(jiān)控。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為了盡可能減少誤差的發(fā)生，一般通過(guò)冗余設(shè)計(jì)提升系統(tǒng)的可靠性，將其操作方式分為手動(dòng)以及自動(dòng)兩種。

手動(dòng)控制主要是為自動(dòng)控制進(jìn)行補(bǔ)充。自動(dòng)控制是在綜合的操作模式下由編程器進(jìn)行輸入以及輸出，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制，同時(shí)能夠?qū)υO(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況及時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控的內(nèi)容包括運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)的功率、電流、溫度等。當(dāng)其超過(guò)原有的工作設(shè)定值時(shí)，則會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的警告，從而保證工作人員進(jìn)行及時(shí)決策。手動(dòng)控制一般是在自動(dòng)控制失控時(shí)進(jìn)行操作，通過(guò)工作人員操作實(shí)現(xiàn)。控制中心一般還會(huì)布置信號(hào)隔離繼電器，這種繼電器是采用雙CPU冗余控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的控制，整體性能更為可靠。

4.2膠帶運(yùn)輸機(jī)分站

井下生產(chǎn)過(guò)程中，膠帶運(yùn)輸機(jī)的控制分站為可編程控制器，其功能主要是對(duì)設(shè)備的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行合理的控制。各膠帶運(yùn)輸機(jī)都有其獨(dú)立的控制中心，而各控制中心之間需要聯(lián)網(wǎng)之后進(jìn)行統(tǒng)一的分配，保證各設(shè)備的生產(chǎn)信息能夠及時(shí)傳達(dá)到地面的控制中心進(jìn)行統(tǒng)一生產(chǎn)安排[4]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，膠帶運(yùn)輸機(jī)作為礦井主要運(yùn)輸設(shè)備之一，其特性決定了整個(gè)礦井的生產(chǎn)效率。現(xiàn)階段，隨著開(kāi)采深度的不斷增加，井下生產(chǎn)環(huán)境更加復(fù)雜，對(duì)于膠帶輸送機(jī)的生產(chǎn)需求也在不斷的提升。PLC運(yùn)用在在膠帶運(yùn)輸中可以有效提高其生產(chǎn)能力及安全性能，降低故障發(fā)生率，有效實(shí)現(xiàn)了整個(gè)礦井的安全高效生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]PLC在煤礦井下膠帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用[J].趙利文.礦業(yè)裝備.2018（06）

[2]探索煤礦膠帶運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)的PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)[J].張然.中小企業(yè)管理與科技（下旬刊）.2017（02）

[3]膠帶運(yùn)輸機(jī)安裝過(guò)程中存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施分析[J].張一青.能源與節(jié)能.2019（03）

[4]郇恒恒，原紫育.煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)常遇故障和處理方法探析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2018（4）.

（作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)公司石槽村煤礦）