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(shí)的報(bào)警，確保煤礦掘進(jìn)機(jī)的正常運(yùn)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(gè)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(shí)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(shí)在輸出端口與比例電磁閥之間需要增設(shè)放大器從而實(shí)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(jì)，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(shí)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(shí)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(shí)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(bào)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(gè)根據(jù)整個(gè)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(shí)，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(shí)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(jì)

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(shí)發(fā)送到主控制其中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，在PLVC控制器中，使用通道號中的1000至1054這55個(gè)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(gè)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(gè)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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