俞能環(huán) 淮浙煤電有限公司顧北煤礦分公司 232151

談煤礦主井提升系統(tǒng)的集中控制

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將主井提升作業(yè)系統(tǒng)，采取過(guò)程控制，利用ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)各PLC之間的通訊，較好地實(shí)現(xiàn)了集中控制。

提升機(jī);可編程控制器（PLC）;傳感器;現(xiàn)場(chǎng)總線;ProfiBus

1 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，對(duì)于現(xiàn)代化礦井的要求也越來(lái)越高，不僅要具有很高的自動(dòng)化水平，而且要有極高的準(zhǔn)確性和可靠性，從而降低事故率，減少礦井災(zāi)害的發(fā)生。在礦井生產(chǎn)過(guò)程中，主井提升系統(tǒng)是一個(gè)多任務(wù)流程化的作業(yè)系統(tǒng)；合理管理和控制這個(gè)系統(tǒng),能夠減少故障率，確保提升時(shí)間,這直接關(guān)系到整個(gè)礦井的經(jīng)濟(jì)效益,是煤礦生產(chǎn)的重要保障。

主井提升系統(tǒng)主要分為裝載站、卸載站、提升機(jī)三大部分。整個(gè)系統(tǒng)是一級(jí)一級(jí)逐步完成的。我們可采取過(guò)程控制來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的全自動(dòng)化，提升的全過(guò)程不需要有人的參與，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。從而大大減少了人力資源，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)自動(dòng)控制,可編程控制器是一個(gè)不可缺少的裝置。可編程控制器（簡(jiǎn)稱PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，在其內(nèi)部存儲(chǔ)人們用軟件語(yǔ)言按一定的要求編輯的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并且通過(guò)I/O接口，控制各種機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。同時(shí)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，可以在環(huán)境惡劣的井下環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間、穩(wěn)定地工作。PLC在應(yīng)用中是采用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)各種各樣功能的，因此省去了大量的硬接線和繼電器，大大減低了事故率，給提升設(shè)備的控制和維修帶來(lái)很大方便。也是目前礦井提升系統(tǒng)最多采用的一種電控裝置。

2 集中控制系統(tǒng)的組成

主井集中控制系統(tǒng)就是將裝載站、卸載站、提升機(jī)三部分的控制合理連接起來(lái)。三大部分實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的自動(dòng)控制首先是裝載系統(tǒng)，用一臺(tái)PLC(裝載PLC)來(lái)處理裝載流程的一切控制。使用料位傳感器來(lái)反映煤在煤倉(cāng)里的高低位置,可根據(jù)煤位的情況來(lái)控制皮帶機(jī)和給煤機(jī)。當(dāng)煤位到了一定的高度,系統(tǒng)會(huì)先啟動(dòng)皮帶機(jī)，再啟動(dòng)給煤機(jī)向計(jì)量斗里裝煤，由安裝在計(jì)量斗上的稱重傳感器檢測(cè)煤的重量，當(dāng)煤裝載達(dá)到設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)停止給煤機(jī)，同時(shí)PLC發(fā)出裝煤指令，溜嘴的舌板伸出，計(jì)量斗的閘門打開向箕斗里裝煤，結(jié)束后計(jì)量斗的閘門關(guān)閉、舌板收回并發(fā)出開車指令，提升機(jī)會(huì)自動(dòng)運(yùn)行起來(lái)，依靠著提升機(jī)的行程控制PLC對(duì)井筒深度的精確計(jì)算，配合井筒開關(guān)即時(shí)監(jiān)測(cè)，提升機(jī)沿著提升曲線高速運(yùn)行，當(dāng)箕斗到達(dá)地面的時(shí)候提升機(jī)會(huì)自動(dòng)減速并能準(zhǔn)確地停在卸載站卸煤，完成一次提升過(guò)程。各種傳感器采集來(lái)的信號(hào)通過(guò)I/O接口送入裝載PLC，PLC根據(jù)各種信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行處理，做出邏輯判斷，發(fā)出相應(yīng)的指令，控制相應(yīng)的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)各種操作功能。再單獨(dú)采用一臺(tái)PLC（主控PLC）對(duì)來(lái)自裝卸載站、提升信號(hào)、數(shù)控調(diào)速、行程控制、液壓站等各獨(dú)立功能系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)集中進(jìn)行處理，根據(jù)各系統(tǒng)的運(yùn)行情況和要實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)功能來(lái)控制各類設(shè)備，完成各種操作。各設(shè)備的控制繼電器和開關(guān)通過(guò)其輔助觸點(diǎn)將工作狀態(tài)反饋到PLC，PLC以確認(rèn)執(zhí)行是否正確,從而確定是否繼續(xù)執(zhí)行下一步操作。整個(gè)提升過(guò)程采用冗余控制和閉環(huán)控制來(lái)確保系統(tǒng)操作的可靠性和準(zhǔn)確性。

除此之外，為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，可以在裝載站、卸載站、提升機(jī)房等關(guān)鍵的位置和關(guān)鍵設(shè)備附近裝設(shè)視頻監(jiān)視系統(tǒng)，利用視頻攝像頭將現(xiàn)場(chǎng)的畫面送到集控室，讓監(jiān)控人員隨時(shí)了解到現(xiàn)場(chǎng)的一切情況。一旦出現(xiàn)什么問(wèn)題，方便監(jiān)控人員根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施。

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

分布式多PLC的提升系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)一系列復(fù)雜的控制，各PLC相互之間通訊可靠至關(guān)重要。為滿足PLC之間大量數(shù)據(jù)交換的需要，現(xiàn)多采用現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC之間的通訊。PROFIBUS總線是現(xiàn)場(chǎng)總線中最穩(wěn)定、兼容性最好、應(yīng)用最多的一種非常先進(jìn)的總線技術(shù)。以我礦主井為例（通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示），整個(gè)主井提升系統(tǒng)的主要PLC雖然是不同廠家、不同功能的產(chǎn)品，但都支持PROFIBUS總線，只要一條兩芯線的通訊電纜就能將各PLC連接起來(lái)，而且通訊速度非?？欤ㄋ俾士蛇_(dá)12M bits/ s）。如果是采用光纜搭建的PROFIBUS總線會(huì)將信息傳送得更遠(yuǎn)，可以將井下、井上甚至更遠(yuǎn)的PLC系統(tǒng)連接構(gòu)成一個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，在不需要增加設(shè)備的情況下就完全能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的集中控制?？梢哉f(shuō)在集控室的一臺(tái)電腦上就可以監(jiān)視和控制整個(gè)提升系統(tǒng)的各種設(shè)備。

不僅如此，如果通過(guò)集控的上位機(jī)，還能夠?qū)⒃O(shè)備系統(tǒng)的信息送上互聯(lián)網(wǎng)Internet。一旦提升系統(tǒng)出現(xiàn)一些嚴(yán)重的故障，現(xiàn)場(chǎng)人員無(wú)法排除的時(shí)候，就可以利用網(wǎng)絡(luò)和廠家聯(lián)系，讓廠家人員足不出戶就能了解到現(xiàn)場(chǎng)的詳細(xì)情況，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，幫助現(xiàn)場(chǎng)人員分析和查明故障原因，盡早排除故障。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著科技的日新月異，會(huì)推動(dòng)煤礦生產(chǎn)技術(shù)不斷向前發(fā)展，可以說(shuō)，未來(lái)的煤礦提升系統(tǒng)的控制技術(shù)會(huì)向集成化，智能化的方向發(fā)展，同時(shí)其準(zhǔn)確性和可靠性也會(huì)更高，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化礦井的“高產(chǎn)、高效、高度安全”。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.15.022