基于PLC技術(shù)在煤礦提升系統(tǒng)的應(yīng)用分析

周春平

摘 要：近年來，由于對能源需求量的不斷增加，我國煤礦行業(yè)取得了較快的發(fā)展。煤礦行業(yè)作業(yè)危險(xiǎn)性較大，對提升系統(tǒng)具有較高的要求。長期以來煤礦提升系統(tǒng)都是采用的繼電器來進(jìn)行控制，自PLC應(yīng)用于煤礦提升系統(tǒng)中以后，其相比于繼電器控制的提升系統(tǒng)有更好的可靠性和精準(zhǔn)性，有效的保證了煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全。文章對PLC技術(shù)及其在提升機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對PLC技術(shù)在煤礦提升系統(tǒng)中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；煤礦生產(chǎn)；提升機(jī)

前言

在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中，提升系統(tǒng)具有非常重要的意義，而隨著信息技術(shù)的發(fā)展，煤礦行業(yè)的科技含量也在不斷增加，特別是PLC在礦井提升系統(tǒng)中的應(yīng)用，以其較強(qiáng)的抗干擾性、完善的性能、直觀的編程、高可靠性和精準(zhǔn)性有效的提高了提升系統(tǒng)的性能，為煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 PLC技術(shù)綜述

PLC作為可編程控制器，其不僅可以編程，而且具有數(shù)字運(yùn)算能力，可以在工業(yè)環(huán)境中通過數(shù)字或是模擬式輸入或輸出來控制機(jī)械或是生產(chǎn)過程。目前PLC的結(jié)構(gòu)形式有整體式和模塊式兩種。目前使用的小型PLC都是整體式，其是將電源、開關(guān)接口和CPU集中在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，由于其結(jié)構(gòu)較為緊湊，所以其體積較小，而且價(jià)格也較低。而模塊式是指PLC各個(gè)結(jié)構(gòu)是以模塊的形式獨(dú)立存在的，其不僅由各處模塊組成，同時(shí)還包括框架或是基板，在這些框架或是基板的插座上安裝模塊，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行靈活配置，不僅裝配上較為方便，而且可以進(jìn)一步擴(kuò)展，也易于維修，這種結(jié)構(gòu)通常都用于大、中型PLC。

2 基于PLC技術(shù)提升機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢

利用PLC技術(shù)進(jìn)行提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由于其由獨(dú)立的模塊化結(jié)構(gòu)組成，這樣可以更明確的將故障類型顯示出來，便于日常的維護(hù)和修理。利用PLC來進(jìn)行系統(tǒng)邏輯控制，不僅具有較好的可變性和適應(yīng)性，而且能夠進(jìn)一步進(jìn)行拓展，在工藝指標(biāo)上具有較好的先進(jìn)性。利用PLC技術(shù)進(jìn)行提升機(jī)的設(shè)計(jì)，由于只是對原系統(tǒng)進(jìn)行改造，不需要較大的投資，具有較好的可靠性。由于PLC自身具有較好的抗干擾性，所以在進(jìn)行信息輸入或是輸出過程中不會受到來自于外界因素的干擾，而且通過自我診斷，可以有效的提高提升系統(tǒng)的可靠性和精準(zhǔn)性。PLC提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中還具有一系列保護(hù)措施，不僅可以對減速開投失效進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)對于過速、反向下墜、卡箕斗、速度繼電器失效、動力接觸故障等提供較好的保護(hù)，使提升系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性得以大幅度提升，而且利用速度給定的準(zhǔn)S型曲線，使原有調(diào)速系統(tǒng)的跟隨性得到較好的改善。

3 PLC技術(shù)在煤礦提升系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于PLC技術(shù)而開發(fā)出的煤礦提升系統(tǒng)主要有五個(gè)部分組成包括：主控PLC電路、高壓主電路、行程檢測和顯示電路、速度檢測和顯示電路、提升信號電路。其運(yùn)行過程如下：當(dāng)開車信號出現(xiàn)之后，操作人員會對開車條件進(jìn)行判斷，在確保具備開車條件的情況下，操作人員會推動制動手柄，使其離開緊閘位置，相應(yīng)的主電動機(jī)也會松閘，操作人員再把主令控制器的手柄推向所需的位置，此時(shí)，PLC會得到來自于程序控制系統(tǒng)的信號，從而使主電動機(jī)產(chǎn)生反應(yīng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，最終帶動提升系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作。煤礦提升機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)編碼器會根據(jù)主電動機(jī)的轉(zhuǎn)動情況發(fā)出兩列a/b相的脈沖，然后主控PLC則會依據(jù)a/b相脈沖的相位關(guān)系，對HSCO加以確定，同時(shí)顯示出提升機(jī)的運(yùn)行情況。

3.2 主回路設(shè)計(jì)

PLC用于提升機(jī)系統(tǒng)后，其主回路設(shè)計(jì)具有極為關(guān)鍵的意義，由于在整個(gè)系統(tǒng)中主回路需要確保電動機(jī)能夠具有穩(wěn)定的電源供應(yīng)，而且一旦系統(tǒng)出現(xiàn)電流過大或是失壓時(shí)，則需要在第一時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的保護(hù)，而且主回路還需要對電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和方向進(jìn)行有效的控制，所以在設(shè)計(jì)過程中要給予充分的重視。通常情況下主回路的組成結(jié)構(gòu)中大致包括高壓開關(guān)柜、電壓表、電流表以及高壓換向器常開觸頭等部分，在這些部分共同作用下才能確保主回路的功能性得到良好的發(fā)揮。在進(jìn)行主回路設(shè)計(jì)時(shí)，還需要選擇適宜的電動機(jī)。部分煤礦企業(yè)在進(jìn)行電動機(jī)選擇時(shí)，由于看重要鼠籠式異步電動機(jī)易于維護(hù)、結(jié)構(gòu)簡單及良好的經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)從而將其作為電動機(jī)的首選。但煤礦作業(yè)由于其他行業(yè)的作業(yè)環(huán)境上存在著較大的區(qū)別，煤礦作業(yè)環(huán)境較為惡劣，這就導(dǎo)致在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中鼠籠式異步電動機(jī)在性能上不能更好的滿足生產(chǎn)的需求，對于煤礦復(fù)雜的環(huán)境缺乏適應(yīng)性。所以最好的選擇是繞線式異步電機(jī)，這種電機(jī)不僅能夠更好的滿足煤礦生產(chǎn)環(huán)境的需求，而且通過對其進(jìn)行串電阻處理后，更易于進(jìn)行調(diào)速控制，可以有效的起到限制電流的作用，而且易于提高啟動轉(zhuǎn)矩。

3.3 制動回路設(shè)計(jì)

前文作者已經(jīng)論述過，選擇繞線式異步電機(jī)來作為主拖動電機(jī)有其優(yōu)越性，而這種電動機(jī)主要是依靠有級切換轉(zhuǎn)子回路電阻的方式來控制調(diào)速的，所以，對于繞線式異步電機(jī)采用的是可控硅動力制動系統(tǒng)與可調(diào)閘制系統(tǒng)來對系統(tǒng)進(jìn)行制動控制的，前者屬于電氣制動，后者屬于機(jī)械制動。煤礦提升機(jī)在減速運(yùn)行的過程中，當(dāng)速度保持在0-5%之間時(shí)，屬于電氣制動的范圍內(nèi)，此時(shí)可控硅動力制動系統(tǒng)能夠發(fā)揮作用；當(dāng)速度在5-10%之間時(shí)，便超出了電氣制動的范圍，此時(shí)系統(tǒng)會選擇機(jī)械制動，即可調(diào)閘制系統(tǒng)發(fā)揮效力；當(dāng)速度在10%以上時(shí)，系統(tǒng)的過速繼電器將會對安全回路進(jìn)行調(diào)節(jié)，可調(diào)閘制動系統(tǒng)會把提升機(jī)滾筒閘住，以維護(hù)提升機(jī)系統(tǒng)的安全性。

4 應(yīng)用過程中的注意事項(xiàng)

PLC技術(shù)在煤礦提升系統(tǒng)的應(yīng)用，有效的提高了提升系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，對于煤礦生產(chǎn)效率的提高具有積極的意義，確保了煤礦生產(chǎn)的安全。但煤礦生產(chǎn)由于具有自身的特殊性，所以需要在PLC技術(shù)具體應(yīng)用過程中要對一些相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。

4.1 由于提升機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不可避免的會遇到電磁干擾，這就需要在進(jìn)行PLC選擇時(shí)要對電磁兼容性進(jìn)行充分的考慮，這樣才能確?；赑LC技術(shù)的提升機(jī)能夠安全的運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 提升機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，一些故障不可避免的會存在，特別是外部信號、系統(tǒng)自身輸入及各個(gè)接口等都極易出現(xiàn)故障，這不可避免的會對提升系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來較大的影響，所以需要在PLC技術(shù)應(yīng)用過程中給予重點(diǎn)關(guān)注。

4.3 在對提升系統(tǒng)維護(hù)工作中，可能利用模塊式結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的修復(fù)，一旦某個(gè)模塊存在故障，則可以對其進(jìn)行整體更換，從而使煤礦企業(yè)的生產(chǎn)安全性得以保障，有利于生產(chǎn)效率的提高。

5 結(jié)束語

通過PLC技術(shù)在煤礦提升系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅有效的增強(qiáng)了提升系統(tǒng)的安全性和功能性，而且精準(zhǔn)性也得以進(jìn)一步提高，而且PLC技術(shù)自身較強(qiáng)的后備保護(hù)功能，這對于工作效率的提升發(fā)揮了積極的作用，使煤礦生產(chǎn)的效率性和安全性都有了大幅度的增強(qiáng)，有利于煤礦企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。

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