煤礦皮帶運輸機PLC控制系統的設計與實現

文/郭寧

推動煤炭運輸技術發展，提高煤炭生產開發效率，是新時期社會發展提出的根本需求。想要讓國家實現綠色可持續發展，就必須要科學地進行能源開發，在滿足能源需求的基礎上，堅持綠色開采。而皮帶運輸機PLC 控制系統的應用在提高效率、節約能源、降低成本等方面都發揮著重要作用，因此成為焦點之一。

1 煤礦皮帶運輸機PLC控制系統硬件設計

皮帶運輸機本身的運輸量較大、維護較為簡單、操作便捷，在煤炭開采運輸中，可以有效提高運輸效率，降低運輸成本。但是在實際應用的過程中，皮帶運輸會出現跑偏、打滑、噪聲、斷裂等情況，將PLC 控制系統應用在皮帶運輸機中可以讓系統更加完善，運行效果也會得到改善，生產運輸安全也會得到保障。首先，需要確定PLC 控制系統中使用的可編程控制器，本文選擇的PLC 控制器為S7-200。這種控制器最大的特點在于可以和其他網絡進行連接，組建形成一系列復雜的控制系統，進而滿足特定的功能需求。然后，要對電機控制回路進行設計，在實際應用的過程中，可以使用兩臺三相異步電動機并聯在三相電源上，然后利用的不同的電路控制兩臺電機的啟動和關閉。

2 煤礦皮帶運輸機PLC控制系統軟件設計

在確定PLC 控制系統的硬件設備后，還要對系統軟件進行設計，以此提高系統的靈活性。

2.1 地址分配設計

I/O地址分配是軟件系統中最重要的部位，在大部分PLC 控制系統的編程說明中都針對這一軟件設計進行了分析。一般情況下，需要根據實際需求對PLC 的FO 點數進行估算，計算出確定數據后才能夠購買對應型號的PLC控制系統設備。不同PLC 設備的電路連接方式不同，都是由FO 模塊上的FO 地址分配確定的，FO 設備功能離不開FO 地址的分配。讓PLC 控制系統程序地址和設備實現對應，規則化地址分配，可以縮短故障處理時間，也能夠為系統管理創造條件，簡化程序編讀過程。

2.2 主程序的設計

主程序是PLC控制系統中最關鍵的部分，常見的控制方式有三種，分別為：全線啟停、自動啟停、手動啟停。前兩種需要運用到傳感器，實現內部邏輯的電路控制，第三種則利用外部繼電器完成電路控制，本文以自動啟停為例，針對皮帶啟停軟件設計進行分析。首先工作人員摁下起動機的按鈕，三秒鐘后，一號皮帶機開始工作，啟動指示燈亮，電動機開始工作。隨后，啟動二號皮帶機，三秒鐘后，二號啟動指示燈亮，電動機開始工。自動停止的按鈕也有兩個，分別控制兩個皮帶機，摁下一號停止按鈕，皮帶機停止工作，電動機停止運轉，指示燈滅，二號皮帶機同理。全線啟停的控制方式和自動啟停的控制方式較為相似，不同的是，全線啟停可以通過一個按鈕控制兩個皮帶機，兩個皮帶機的停止和運行之間會出現三秒左右的間隔，以此讓皮帶機和電機按照順序逐步進行運轉，以此有效節省工作人員的工作量，提高工作效率。

2.3 故障程序設計

除了上述兩個方面的設計之外，還要對故障程序進行設計，在可能出現故障的部位或者需要重點監控的方面按照不同的傳感器，針對系統進行監控，一旦傳感器監測到數據超過額定值，就將故障信息傳送到PLC控制系統中，同時經過PLC 控制系統將信息傳送至電路控制，最終讓故障報警信息傳遞給主控制室，點亮相應的故障指示燈，讓工作人員可以確定故障位置，明確故障情況。同時，PLC 控制系統也會將皮帶機停止工作，直到故障排除，人工啟動復位按鈕，指示燈滅，機器就能夠重新自動運行。

3 煤礦皮帶運輸機PLC控制系統實際應用

以山西某煤業有限公司為例，在進行井下煤炭生產運輸過程中，運用了PLC 控制系統，利用系統本身具有的控制和保護功能，對運輸機進行調控。比如：在生產運輸過程中，某運輸機出現了故障問題，在維修人員到場對運輸機進行排查、清除故障后，使用了故障復位按鈕，讓運輸機重新運行，不需要重新設置相關參數，節省了大量的時間。不僅如此，在正常情況下，只需要按下啟動按鈕運輸機就會在PLC 控制系統的控制下，按照預設程序自動運行。同時，PLC 控制系統還可以對運輸機的運輸狀態進行搜集、分析，為遠程監控人員提供運輸機的實時運輸數據，在實際應用的過程中，幫助工作人員更好地完成遠程控制工作。除了控制功能之外，保護功能也是PLC 控制系統中不可忽視的性能之一，大部分運輸機的運輸距離較長，設置保護功能，可以有效識別運輸機在運輸過程中產生的各種故障，并將顯示故障位置，對故障進行基礎處理，發送故障信號。以該企業為例，該企業設置的PLC 控制系統具有三種保護功能，包括：故障保護、電流保護、溫度保護，通過這些保系統，可以讓運輸機穩定運行，避免出現溫度過高、電流過大等情況，一旦超過額度值就會自動停止運轉，避免引發更大的事故。

4 總結

綜上所述，皮帶運輸機是煤炭生產過程中必不可少的裝備，運輸機的功能會對煤炭生產產生直接的影響，因此加強對皮帶運輸機PLC控制系統的研究開發，提高運輸性能，具有重要的意義。通過本文研究，煤礦皮帶運輸機PLC 控制系統不僅可以提高運輸效率，還能夠促進煤炭生產順利進行，滿足國家能源需求。