王鑫　楊雷 楊光

摘 要：煤炭在我國的能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)著很大的比重，近些年來，隨著能源需求的不斷增長，對于煤炭的需求也越來越大。在煤炭的開采過程中，煤礦掘進(jìn)機(jī)在煤炭的開采中發(fā)揮著重要的作用，通過對煤礦掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行PLVC改造，使用PLVC作為煤礦掘進(jìn)機(jī)的控制中樞來對掘進(jìn)機(jī)中的電氣和液壓進(jìn)行控制，從而達(dá)到減少煤礦掘進(jìn)機(jī)的電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，降低煤礦掘進(jìn)機(jī)的電氣故障發(fā)生率，并通過建立起煤礦掘進(jìn)機(jī)的故障診斷來對掘進(jìn)機(jī)使用過程中所出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時的報警，確保煤礦掘進(jìn)機(jī)的正常運行。文章將就如何使掘進(jìn)機(jī)的電控系統(tǒng)進(jìn)行PLVC升級來進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn)機(jī)，電氣控制系統(tǒng)，液壓閥PLVC控制器

前言

PLC可編程邏輯控制器從發(fā)明至今已有40多年，PLC現(xiàn)今已經(jīng)應(yīng)用于生活的各個方面，現(xiàn)今在煤礦掘進(jìn)機(jī)中已經(jīng)廣泛采用PLC來對掘進(jìn)機(jī)的電氣系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)了簡化掘進(jìn)機(jī)電氣控制的效果。掘進(jìn)機(jī)是用于開鑿平直地下巷道的機(jī)器。在煤礦掘進(jìn)機(jī)中液壓伺服系統(tǒng)被廣泛使用，傳統(tǒng)的應(yīng)用PLC來對比例電磁閥組進(jìn)行控制需要在PLC輸出端設(shè)置一定的模擬量輸出端口，同時在輸出端口與比例電磁閥之間需要增設(shè)放大器從而實現(xiàn)對于比例電磁閥的控制，從而極大的增加了電控系統(tǒng)的復(fù)雜性，使得系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率大為增加。隨著科技的進(jìn)步，出現(xiàn)了一種將傳統(tǒng)的PLC的電氣控制功能與液壓伺服閥控制結(jié)合起來的PLVC控制器，此種控制器相較于傳統(tǒng)的PLC省去了輸出模擬信號轉(zhuǎn)換放大的麻煩，可以直接控制伺服閥。

1 PLVC可編程控制器簡介

PLVC可編程控制器是一種將傳統(tǒng)PLC的電氣控制與液壓私服閥控制集合起來的控制設(shè)備，尤其適用于完成復(fù)雜的液壓系統(tǒng)電磁閥的控制，能夠完成系統(tǒng)預(yù)設(shè)的各種液壓系統(tǒng)的壓力控制以及液壓系統(tǒng)的速度與加速度等動作中，通過將PLVC控制器與各種比例伺服電磁閥和模擬數(shù)字等使用有線或者是無線的方式進(jìn)行連接，用于液壓系統(tǒng)的控制。PLVC控制器具有很高的開放性：PLVC控制器具有十分靈活的模塊化設(shè)計，通過使用基本模塊與擴(kuò)展模塊相結(jié)合的方式可以十分靈活的完成對于整體液壓系統(tǒng)的診斷、控制以及過電壓保護(hù)等的控制。與各種上位機(jī)等可以采用多種總線連接方式（如profibus總線、CAN總線等），對于控制器中的參數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，是一種十分靈活、開放的控制器。

2 煤礦掘進(jìn)機(jī)的電控系統(tǒng)簡介

2.1 煤礦掘進(jìn)機(jī)的電控系統(tǒng)的組成

使用PLVC控制器實現(xiàn)對于煤礦掘進(jìn)機(jī)的液壓與電氣的綜合控制，使用PLVC控制器作為系統(tǒng)的總控制器，其主要供電電源使用的是DC24V，基本模塊配備有4路模擬量輸入、3路數(shù)字量輸入，控制器的輸出模塊可以直接用于對液壓系統(tǒng)比例電磁閥中開關(guān)量的控制，也可以用于控制液壓系統(tǒng)中的各種電磁閥的開關(guān)。控制過程中可以驅(qū)動的最大電流為2200mA，對于電磁閥的控制十分方便。PLVC的主控制器是煤礦掘進(jìn)機(jī)中的主要控制設(shè)備，在煤礦掘進(jìn)機(jī)中選用兩臺PLVC控制器分別作為主站與從站實現(xiàn)對于煤礦掘進(jìn)機(jī)的整體控制，其中作為主站的PLVC控制器主要用來驅(qū)動液壓系統(tǒng)中需要速度精確調(diào)節(jié)的比例電磁閥等，如煤礦掘進(jìn)機(jī)中的切割臂的升降控制、煤礦掘進(jìn)機(jī)的行走于回轉(zhuǎn)等，將另一臺控制器作為從站，用來對煤礦掘進(jìn)機(jī)中的星輪的旋轉(zhuǎn)的控制。對于煤礦掘進(jìn)機(jī)的操作站模塊可以使用安全型操作站，同時對于操作站與電控箱之間的連接方式可以改為較為合理的通信方式，從而達(dá)到減小煤礦掘進(jìn)機(jī)控制站的體積與縮短掘進(jìn)機(jī)操作站與電控箱之間的距離，從而使得煤礦掘進(jìn)機(jī)的控制系統(tǒng)便于維護(hù)。煤礦掘進(jìn)機(jī)操作站所顯示的主要內(nèi)容有：煤礦掘進(jìn)機(jī)中的報警與故障的文本顯示、煤礦掘進(jìn)機(jī)的當(dāng)前的動作與最后一次動作的顯示，煤礦掘進(jìn)機(jī)中各種傳感器所顯示的掘進(jìn)機(jī)中的各種狀態(tài)等。由于煤礦掘進(jìn)機(jī)中的工作電壓選用的是660/1140V兩種，PLVC系統(tǒng)中的漏電模塊與PLVC主控制器的連接采用的是內(nèi)部通信，控制器個根據(jù)整個控制系統(tǒng)的狀態(tài)來決定漏電閉鎖功能的開啟與關(guān)閉，以及以上介紹的兩者電壓的切換，當(dāng)漏電檢測模塊檢測到系統(tǒng)中存在漏電問題時，需要控制立即閉鎖系統(tǒng)電動機(jī)的啟停。PLVC控制系統(tǒng)所能實現(xiàn)的功能如圖1所示。

2.2 PLVC控制器工作原理

煤礦掘進(jìn)機(jī)中的PLVC控制系統(tǒng)工作原理如下：對于煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)中的比例伺服閥的驅(qū)動采用的是兩個PLVC控制器進(jìn)行控制，對于兩者之間的通信采用的是CAN總線進(jìn)行連接，開關(guān)量輸出主要用于控制煤礦掘進(jìn)機(jī)切割臂的動作。對于煤礦掘進(jìn)機(jī)的電氣控制器主要放置在控制電柜內(nèi)，對于煤礦掘進(jìn)機(jī)的操作臺則放置在控制電柜的外部，因此，需要通過安全柵將竄入到現(xiàn)場本安設(shè)備的能量限制在安全的范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)對于現(xiàn)場的設(shè)備與人員的安全保護(hù)。煤礦掘進(jìn)機(jī)的操作人員實現(xiàn)對于煤礦掘進(jìn)機(jī)的控制可以通過使用操作站對其進(jìn)行控制，煤礦掘進(jìn)機(jī)操作站通過使用RS-485通信線、安全柵與RS-485/RS-232之間的轉(zhuǎn)換器來進(jìn)入到PLVC中的控制器。通過設(shè)置在煤礦掘進(jìn)機(jī)中的各種傳感器將所檢測的信號輸入到主控制器中，從而實現(xiàn)對于煤礦掘進(jìn)機(jī)的整體監(jiān)控。

3 對于煤礦掘進(jìn)機(jī)PLVC控制器的程序設(shè)計

對于PLVC控制器可以選用STL語言進(jìn)行程序的編寫，能夠?qū)崿F(xiàn)對于煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)中的比例電磁閥中的短路與斷路的狀態(tài)檢測，并將檢測信息及時發(fā)送到主控制其中進(jìn)行實時顯示，在PLVC控制器中，使用通道號中的1000至1054這55個字作為煤礦掘進(jìn)機(jī)操作站的通信區(qū)，將1055至1064這10個字作為煤礦掘進(jìn)機(jī)漏電檢測模塊的通信區(qū)，而將1065至1070這6個字作為遙控接收模塊的通信區(qū)。

4 結(jié)束語

PLVC是一種較為靈活的控制器，使用PLVC控制器來對煤礦掘進(jìn)機(jī)的電控系統(tǒng)進(jìn)行一定的優(yōu)化，能夠有效的降低煤礦掘進(jìn)機(jī)電控系統(tǒng)的復(fù)雜性，通過使用PLVC控制器中所帶有的故障自診斷功能，使得煤礦掘進(jìn)機(jī)的整體電氣特性得到了較大的提高，其接線較為方便，省去了控制器中的模擬信號的功率放大部分，從而簡化了煤礦掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)的控制。

參考文獻(xiàn)

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