基于PLC的分布式控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線技術(shù)在煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

周學(xué)亮

摘要：煤礦生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，使得膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)分布更加廣泛、變化更加頻繁、信息更加分散，它的安全高效運(yùn)行意義重大，基于PLC的分布式控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線技術(shù)，充分的適應(yīng)了煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行方式，分散控制、集中管理，使得煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行更加安全可靠。

關(guān)鍵詞：煤礦 運(yùn)輸 PLC 分布式 控制

中圖分類號：TM571 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0071-01

煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，它的安全高效運(yùn)行受到很大的重視，現(xiàn)在煤礦生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，使得膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)分布更加廣泛、變化更加頻繁、信息更加分散，因此對膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的控制和管理提出了更高的要求?？茖W(xué)技術(shù)的日新月異，使得用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工業(yè)控制器技術(shù)構(gòu)造膠帶輸送控制系統(tǒng)成為可能，并正在各大煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，其中基于PLC的分布式控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線技術(shù)表現(xiàn)最為突出。

分布式控制技術(shù)的主要思想是把復(fù)雜的對象劃分為若干子對象，然后用局部的控制器作為現(xiàn)場級，直接作用到被控對象，上級是操縱各局部控制器的控制中心上位機(jī)，它使各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，共同完成系統(tǒng)的總?cè)蝿?wù)。圖1為煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)分布式控制的兩極結(jié)構(gòu)圖。

分布式控制系統(tǒng)中，各PLC控制分站是通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)接口連接在一起，各PLC控制分站具有獨(dú)立工作能力，可自主完成既定的任務(wù)，如數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)視、操作和控制等，從而解決了系統(tǒng)的分散問題和空間分布多分支的矛盾。在此系統(tǒng)中，各分站是通過現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡(luò)傳送各種信息，由控制中心上位機(jī)協(xié)調(diào)工作，上位機(jī)是由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)成的，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理，這個特點(diǎn)保證了膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行連續(xù)性和合理性?？偟膩碚f，就是控制各膠帶的分站，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞各種信息，由集控中心上位機(jī)使得各膠帶輸送機(jī)的運(yùn)行得到統(tǒng)一的集中管理，從而使運(yùn)行更加合理。上位機(jī)還可以與煤礦局域網(wǎng)連接，作為企業(yè)網(wǎng)的一個節(jié)點(diǎn)，向全礦發(fā)送或接受各種信息。

由于煤礦生產(chǎn)能力、地址條件、采掘、運(yùn)輸和提升方式的不同，煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的組成存在很大的差異。同時由于工作面的遷移，使得采區(qū)、順槽等分支經(jīng)常變更，只有采用積木式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，才能滿足運(yùn)輸系統(tǒng)在規(guī)模、結(jié)構(gòu)上的差異，才能滿足分支系統(tǒng)經(jīng)常變更的需要。由于各分站可以獨(dú)立地完成對單臺膠帶輸送機(jī)的控制、顯示和操作，集控中心站又能集中管理、顯示和操作，這種結(jié)構(gòu)能很好地適應(yīng)運(yùn)輸上的集中、管理上分塊的管理體系。因此，煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)是合理的，它通過功能分散、危險(xiǎn)分散，提高了煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性。由于采用了分級分布的控制方式，解決了整個運(yùn)輸系統(tǒng)控制對象比較分散的矛盾，從而使整個控制系統(tǒng)更加安全、可靠。

現(xiàn)場總線是整個分布式控制系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵。現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷發(fā)展和完善使得控制的實(shí)時性、可靠性、安全性將得到極大的提高?，F(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場控制器與控制中心上位機(jī)之間的全數(shù)字式、開放的、雙向多點(diǎn)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)總線，它按國際標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)?，F(xiàn)在廣泛使用的現(xiàn)場總線有PROFIBUS現(xiàn)場總線、CAN現(xiàn)場總線、MODBUS現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等。