PLC在帶式輸送機電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)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(tǒng)中的應(yīng)用進行了有關(guān)介紹，其中工業(yè)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(xiàn)場內(nèi)的各種信號以及數(shù)據(jù)，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(jù)數(shù)據(jù)的傳輸，對多條膠帶機進行集中監(jiān)測以及控制。

【關(guān)鍵詞】PLC;帶式輸送機;電氣控制系統(tǒng)

帶式輸送機作為礦山運輸工作中的關(guān)鍵設(shè)備，對實現(xiàn)煤礦的生產(chǎn)運輸具有重要意義。它因結(jié)構(gòu)簡易、運輸量大、系統(tǒng)穩(wěn)定以及操作簡便等優(yōu)勢逐漸成為多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)流水線以及礦產(chǎn)材料運輸中使用最廣泛的一種設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)過程中起到關(guān)鍵性作用。近幾年來，伴隨著我國工業(yè)技術(shù)的逐漸完善，煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開始進行整合更新，所以煤炭高效化運輸成為目前發(fā)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(jīng)不能滿足煤礦發(fā)展的新需求。因而長距離、高性能、大運量以及節(jié)能化等內(nèi)容已經(jīng)成為當(dāng)前帶式輸送機進一步發(fā)展的新要求。

一、帶式輸送機電氣控制系統(tǒng)組成以及工作原理

此系統(tǒng)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(diào)試以及檢修故障。在手動狀態(tài)時，傳感器的作用主要為檢測以及報警等，還可在傳感器發(fā)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(tài)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(jiān)控。

第一，系統(tǒng)組成。此系統(tǒng)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(tǒng)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(jié)合，來完成防護以及操控等功能。在此次的研究分析當(dāng)中，主要對電氣的操控部分做相關(guān)研究，其中客戶監(jiān)控端主要是指計算機終端，應(yīng)用這個系統(tǒng)可以借助操作頁面組態(tài)王來監(jiān)測膠帶機的運作過程。此外，還能對多個傳感器的運轉(zhuǎn)狀況進行嚴格監(jiān)控。在PLC中，直接以及間接連接傳感器，可將此當(dāng)做輸入開關(guān)量，從而對膠帶機的正常運轉(zhuǎn)起到有效的保護作用。

第二，系統(tǒng)工作原理。此系統(tǒng)開始啟動時各臺設(shè)備進行預(yù)警;地面輸煤生產(chǎn)線上的各種設(shè)備需嚴格依據(jù)逆煤流方向進行順序延時起動，并依據(jù)順煤流方向進行順序延時停車;輸煤線上的任何設(shè)備出現(xiàn)故障以及其他原因所導(dǎo)致的運輸工具停車時，來煤方向的各項設(shè)備需及時停車，避免造成煤大量堆積;在發(fā)生突發(fā)意外等緊急狀況時，所有的設(shè)備都能利用車內(nèi)的急停按鈕完成緊急停車;對全部設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況進行實時的監(jiān)測，同時把所收集到的信息以及數(shù)據(jù)傳輸至PLC與計算機;所有設(shè)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(tǒng)的保護原理及界面設(shè)計

第一，PLC程序設(shè)計。此系統(tǒng)的防護設(shè)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(jiān)測等，而想要完成這項過程必須要應(yīng)用PLC設(shè)備。首先要求所有的傳感器對膠帶機發(fā)出的多種信號進行實時監(jiān)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(xué)判斷這些已經(jīng)接收到的信號，并依據(jù)操控輸入的有關(guān)準則以及程序完成操控，進而實現(xiàn)運作前預(yù)警、設(shè)備正常使用以及保護膠帶機的目的。（1）開關(guān)量信號：開關(guān)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(guān)量以及有電位開關(guān)量這兩類。對于本身就有電位的開關(guān)量，其PLC的開關(guān)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(zhuǎn)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(shù)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(guān)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(tǒng)對于輸送機速度的控制情況表現(xiàn)為：皮帶機在正常運行的狀態(tài)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(shè)備運行速處于正常范圍內(nèi);若檢測的實際速度≤70%VN，且持續(xù)一段的時間，則可能是出現(xiàn)了打滑故障;若檢測的實際速度介于0和30%VN之間，并持續(xù)一段時間時，則可能是出現(xiàn)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(zhuǎn)換成0～5A的交流信號，并經(jīng)由電量變動器進行光耦分離，將其轉(zhuǎn)化為0～5V的直流信號，最后把它送到PLC模擬量輸入模塊當(dāng)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(guān)系，可以準確反映主電機三相電流有沒有出現(xiàn)短路、過載以及斷相等狀況。

第二，組態(tài)界面設(shè)計?？刂葡到y(tǒng)中的上位機應(yīng)用工業(yè)計算機IPc610同組態(tài)軟件組態(tài)王之間相互結(jié)合。并把siemensPLC200經(jīng)過PCI電纜連接至計算機的RS232串口，建立起MPI網(wǎng)絡(luò)并實現(xiàn)通訊聯(lián)絡(luò)。經(jīng)由組態(tài)軟件所研制出來的人機界面圖像比較清楚，將設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況以及各部分執(zhí)行傳感器的狀況準確顯現(xiàn)出來，可實時檢測參數(shù)并有效查詢數(shù)據(jù)信息等。

綜上所述，帶式輸送機電氣控制系統(tǒng)有操作簡便、智能化程度高等優(yōu)勢，可快速適應(yīng)固定式以及可伸縮式輸送機所包含的多種復(fù)雜控制以及全面防護的要求，其應(yīng)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(shù)據(jù)的傳輸完成對多條膠帶機的全面監(jiān)測以及控制，其市場價值比較高。

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