PLC 自動化集中控制技術(shù)在煤礦膠帶機(jī)中的應(yīng)用

（陜西華電榆橫煤電有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719000）

一、PLC 自動化集中控制技術(shù)優(yōu)勢分析

（一）PLC 可以針對運(yùn)輸設(shè)備開關(guān)，流量，設(shè)備溫度等，進(jìn)行外部控制。在經(jīng)過專業(yè)編程之后，將系統(tǒng)植入PLC 設(shè)備中，并且通過辨別I/O 點的數(shù)量來管理外部設(shè)備。整個煤炭運(yùn)輸過程在軟件幫助下進(jìn)行，可依據(jù)作業(yè)地點實際情況，靈活選擇程序和PLC設(shè)備以高效地控制設(shè)備

（二）PLC 控制技術(shù)可以快速識別數(shù)據(jù)，花費很少的時間完成信息的傳輸工作，實現(xiàn)對設(shè)備的有效控制。所有這些任務(wù)都由CUP 處理，使相關(guān)工作人員可以在短時間內(nèi)執(zhí)行大量任務(wù)并以很高的工作效率響應(yīng)命令。

（三）經(jīng)濟(jì)價值高。從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度來看，PLC 控制系統(tǒng)是一種相對經(jīng)濟(jì)的控制方法。PLC 程序可以根據(jù)特定規(guī)則編寫，讓整個系統(tǒng)呈現(xiàn)出更為明顯的模塊化特征，可以依據(jù)實際使用需求，快速重新配置和生產(chǎn)。

二、煤礦膠帶機(jī)中運(yùn)用PLC 自動化集中控制具體方式

（一）自動控制系統(tǒng)設(shè)計

1.使用梯形圖進(jìn)行編輯。與其他編程語言相比，梯形圖最重要特征是易于理解和掌握，基礎(chǔ)人員能夠快速上手，同時梯形圖編程語言更適合用于開關(guān)量邏輯控制。

2.增加功能模塊。想要平穩(wěn)地建立傳輸鏈路，讓每個鏈路之間相互連接，必須遵循模塊化原理并設(shè)計若干個模塊。每一種模塊在煤礦膠帶機(jī)中的作用存在差異，并且不同模塊之間具有特定的關(guān)聯(lián)。在系統(tǒng)啟動時，PLC 自動控制系統(tǒng)會依據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)選擇模塊，如果系統(tǒng)正常，請選擇正在運(yùn)行的模塊。

3.設(shè)計獨立運(yùn)行系統(tǒng)。在PLC 控制系統(tǒng)中，必須充分考慮大修問題。換句話說，在大修期間，單個部件不會影響整個煤炭輸送系統(tǒng)正常工作。

4.設(shè)計顯示功能。在實際工作中，處于地上的工作人員可以通過監(jiān)視設(shè)備，對煤炭膠帶機(jī)中的PLC 自動控制系統(tǒng)運(yùn)行情況，進(jìn)行全面、實時地監(jiān)測、了解每臺設(shè)備的運(yùn)行動態(tài)，運(yùn)行數(shù)據(jù)以及保護(hù)參數(shù)，并實時顯示輸送機(jī)和煤礦皮帶輸送機(jī)傳感器狀態(tài)。如果在運(yùn)輸過程中發(fā)生故障，還需要在第一時間將含有故障地點、故障時間以及故障類型的信息反饋到監(jiān)測設(shè)備上。

5.增加保護(hù)功能。集中控制系統(tǒng)可以檢測煤礦帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度凍結(jié)以及流經(jīng)設(shè)備的流動的模擬數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)具有獨立的速度傳感器，可以檢測輸入信號，并可以實現(xiàn)超速，低速，滑差和偏差保護(hù)。

6.優(yōu)化溝通系統(tǒng)。煤礦皮帶輸送機(jī)的日常檢查人員可以隨時與其他工作人員進(jìn)行溝通，在第一時間發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，提升故障排除效率。

（二）靈活選擇控制方式

1.地面控制。操作員僅需操作地面控制器上的按鈕（或使用鼠標(biāo)），即可控制地下皮帶輸送機(jī)和給煤機(jī)的啟動，停止以及故障排除，并通過語音系統(tǒng)發(fā)出煤炭運(yùn)輸裝置開車指令。

2.人工控制。在作業(yè)過程中，若控制部門或煤礦通道發(fā)生故障時，操作員可以通過安裝在每個皮帶輸送機(jī)頭的皮帶輸送機(jī)自動控制單元，控制皮帶輸送機(jī)的啟動和停止。

3.切換控制方式。帶式輸送機(jī)的自動控制單元可從地面中心進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以執(zhí)行手動、自動切換操作，通過這種方式來完成中央控制與本地控制之間的轉(zhuǎn)換，因此兩種控制模式相互備份并相互鎖定，在確保整個系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)上，提升了系統(tǒng)操作的可控性。

在設(shè)計PLC 系統(tǒng)過程中，這三種控制方式都是必不可少的，要依據(jù)煤礦實際情況以及煤炭運(yùn)輸需求，分別對三種系統(tǒng)控制方式進(jìn)行設(shè)計。

（三）設(shè)計安全系統(tǒng)

1.跑偏保護(hù)：該保護(hù)系統(tǒng)可以防止皮帶輸送機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)偏差錯誤，并在運(yùn)煤沿線發(fā)生突發(fā)情況時緊急停車。視偏差嚴(yán)重程度，該保護(hù)系統(tǒng)可以分為兩個階段，若偏差很小，則僅觸發(fā)警報而不會讓運(yùn)輸設(shè)備停止工作，當(dāng)偏差到達(dá)設(shè)置的二級程度，立即停止運(yùn)輸設(shè)備工作。由于選擇了智能偏轉(zhuǎn)開關(guān)，控制臺可以監(jiān)視智能偏轉(zhuǎn)開關(guān)的操作位置，及時找到故障位置并恢復(fù)生產(chǎn)。

2.堆煤保護(hù)：該保護(hù)系統(tǒng)的主要目標(biāo)是對上煤點的情況進(jìn)行監(jiān)督，若出現(xiàn)了阻塞情況，則要進(jìn)行緊急停車。

3.超溫保護(hù)：對膠帶機(jī)沿線各設(shè)備的溫度進(jìn)行智能監(jiān)控，若某一設(shè)備溫度高出設(shè)計閾值，則進(jìn)行緊急停車，并對該設(shè)備進(jìn)行灑水，幫助其降溫。

4.打滑保護(hù)：速度傳感器安裝在皮帶輸送機(jī)上，以連續(xù)監(jiān)控皮帶輸送機(jī)運(yùn)行速度，發(fā)送防滑信號。

5.斷帶保護(hù)：皮帶防斷裂傳感器可以監(jiān)視皮帶斷裂，若監(jiān)測出傳動系統(tǒng)某一位置發(fā)生了斷裂，則會發(fā)出信號以控制皮帶輸送機(jī)，讓其可以緊急停車。

6.撕裂保護(hù)：縱向撕裂傳感器可以監(jiān)視膠帶是否發(fā)生了縱向撕裂，若出現(xiàn)縱向撕裂，可以在第一時間發(fā)出故障信號，PLC 系統(tǒng)會采取緊急措施，讓整個傳送系統(tǒng)停車。

7.語音系統(tǒng)：沿著傳送帶安裝單獨的電話系統(tǒng)，讓傳送帶沿線工作人員可以隨時進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。

8.預(yù)警保護(hù)：打開系統(tǒng)電源后，系統(tǒng)將先發(fā)送預(yù)警信號并將其保持30 秒鐘，以通知系統(tǒng)中的每條傳送帶。為了確保整個膠帶系統(tǒng)都沒有裝煤的障礙，先激活靠近煤倉的傳送帶，然后通過信號傳輸系統(tǒng)進(jìn)行通信，按照順序控制上條傳送帶開車。停車時，它將自動從最后一條傳送帶開始依次停機(jī)，將正常狀態(tài)下一條傳送帶的工作時間作為延時停車時間。

三、結(jié)語

以PLC為主要控制組件的礦帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)，具備高可靠性，強(qiáng)抗干擾性等特點，并且其信息的傳輸十分方便，系統(tǒng)可編程程度高，晶閘管使用時間長。在煤炭膠帶傳輸設(shè)備中，運(yùn)用該系統(tǒng)，能夠?qū)鬏斚到y(tǒng)中出現(xiàn)的跑偏、打滑、斷裂、超溫等情況進(jìn)行有效保護(hù)，確保煤炭運(yùn)輸工作能夠順利進(jìn)行。