PLC在帶式輸送機電氣控制系統中的應用探討

馬一銘 程亮

【摘要】文章主要對PLC在帶式輸送機電氣控制系統中的應用進行了有關介紹，其中工業計算機作屬于一種上位機，可對機器運行狀況進行實時顯示以及集中控制;PLC屬于一種下位機，可有效收集現場內的各種信號以及數據，并完成實時控制。這種裝置不僅能合理控制單臺膠帶機，還能依據數據的傳輸，對多條膠帶機進行集中監測以及控制。

【關鍵詞】PLC;帶式輸送機;電氣控制系統

帶式輸送機作為礦山運輸工作中的關鍵設備，對實現煤礦的生產運輸具有重要意義。它因結構簡易、運輸量大、系統穩定以及操作簡便等優勢逐漸成為多數工業生產流水線以及礦產材料運輸中使用最廣泛的一種設備，在工業生產過程中起到關鍵性作用。近幾年來，伴隨著我國工業技術的逐漸完善，煤炭產業的發展開始進行整合更新，所以煤炭高效化運輸成為目前發展的一大重點問題，過去的帶式輸送機其性能以及輸送量已經不能滿足煤礦發展的新需求。因而長距離、高性能、大運量以及節能化等內容已經成為當前帶式輸送機進一步發展的新要求。

一、帶式輸送機電氣控制系統組成以及工作原理

此系統主要分為手動、自動模式以及和單臺、集控模式等。手動模式多用來對單臺進行調試以及檢修故障。在手動狀態時，傳感器的作用主要為檢測以及報警等，還可在傳感器發生故障時對其進行強迫啟動。而自動模式多用于對單臺以及多條膠帶機進行集中控制，屬于一種正常狀態下的工作形式。集控需在自動條件下才可正常運行，主要是指多條膠帶機所進行的遠程監控。

第一，系統組成。此系統主要是計算機終端、傳感器以及電氣操控等三部分組成的。在此系統里，最重要的控制部件為PLC，它通過與外圍傳感器進行充分結合，來完成防護以及操控等功能。在此次的研究分析當中，主要對電氣的操控部分做相關研究，其中客戶監控端主要是指計算機終端，應用這個系統可以借助操作頁面組態王來監測膠帶機的運作過程。此外，還能對多個傳感器的運轉狀況進行嚴格監控。在PLC中，直接以及間接連接傳感器，可將此當做輸入開關量，從而對膠帶機的正常運轉起到有效的保護作用。

第二，系統工作原理。此系統開始啟動時各臺設備進行預警;地面輸煤生產線上的各種設備需嚴格依據逆煤流方向進行順序延時起動，并依據順煤流方向進行順序延時停車;輸煤線上的任何設備出現故障以及其他原因所導致的運輸工具停車時，來煤方向的各項設備需及時停車，避免造成煤大量堆積;在發生突發意外等緊急狀況時，所有的設備都能利用車內的急停按鈕完成緊急停車;對全部設備的運轉狀況進行實時的監測，同時把所收集到的信息以及數據傳輸至PLC與計算機;所有設備的運行以及故障狀況都可以準確的在計算機屏幕上進行顯示。

二、電氣控制系統的保護原理及界面設計

第一，PLC程序設計。此系統的防護設計主要包含掌控運輸狀況、進行邏輯計算以及對各類信號做出實時監測等，而想要完成這項過程必須要應用PLC設備。首先要求所有的傳感器對膠帶機發出的多種信號進行實時監測，而PLC對這些信號進行接收以后，可以利用自帶的處理器科學判斷這些已經接收到的信號，并依據操控輸入的有關準則以及程序完成操控，進而實現運作前預警、設備正常使用以及保護膠帶機的目的。（1）開關量信號：開關量信號主要包括溫度堆煤、拉繩閉鎖、煤位、煙霧以及主電機返回等，同時可以將其分成無電位開關量以及有電位開關量這兩類。對于本身就有電位的開關量，其PLC的開關量大小要嚴格參考標準的電壓DC24V，因此需要把不標準的電壓通過合理轉化，成為PLC可以準確識別的標準化電位。（2）頻率信號。借助速度傳感器，把峰值為5V的方波信號進行輸出，同時由PLC的高速計數端口進行接受，并且對膠帶機的運行速度進行檢測，進而完成打滑以及斷帶保護等工作。這兩者之間的關系為：f=120v，其中v是指膠帶速度，單位為m/s;f是指輸出頻率，單位為HZ。此系統對于輸送機速度的控制情況表現為：皮帶機在正常運行的狀態下，PLC利用速度傳感器對膠帶輸送機的速度進行檢測，同額定相較，若檢測的實際速度大于70%VN（膠帶機額定速度）時，其設備運行速處于正常范圍內;若檢測的實際速度≤70%VN，且持續一段的時間，則可能是出現了打滑故障;若檢測的實際速度介于0和30%VN之間，并持續一段時間時，則可能是出現了斷帶故障，需要及時采取措施進行處理。（3）模擬信號處理。利用電流互感器對主電機的三相電流進行合理檢測，先將其轉換成0～5A的交流信號，并經由電量變動器進行光耦分離，將其轉化為0～5V的直流信號，最后把它送到PLC模擬量輸入模塊當中。0～5V的電壓信號同0～5A的電流信號這兩者之間相互遵循嚴格的線性關系，可以準確反映主電機三相電流有沒有出現短路、過載以及斷相等狀況。

第二，組態界面設計。控制系統中的上位機應用工業計算機IPc610同組態軟件組態王之間相互結合。并把siemensPLC200經過PCI電纜連接至計算機的RS232串口，建立起MPI網絡并實現通訊聯絡。經由組態軟件所研制出來的人機界面圖像比較清楚，將設備的運轉情況以及各部分執行傳感器的狀況準確顯現出來，可實時檢測參數并有效查詢數據信息等。

綜上所述，帶式輸送機電氣控制系統有操作簡便、智能化程度高等優勢，可快速適應固定式以及可伸縮式輸送機所包含的多種復雜控制以及全面防護的要求，其應用的范圍比較廣泛。此裝置不僅能有效完成對單臺膠帶機的控制，還能利用數據的傳輸完成對多條膠帶機的全面監測以及控制，其市場價值比較高。

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