李靈博++安洋++雷小兵++梁志杰

[摘 要]煤炭作為我國(guó)重要的能源基礎(chǔ)給國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)提高源源不斷的動(dòng)力，隨著煤炭開(kāi)采力度的加大與技術(shù)水平的提高，越來(lái)越多的新技術(shù)應(yīng)用在煤礦開(kāi)采中。煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)作為重要的煤炭生產(chǎn)設(shè)備，在煤炭企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。本文中筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，查閱諸多文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，分析煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)煤礦企業(yè)工作效率的提高。

[關(guān)鍵詞]PLC技術(shù)；煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)；應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TD 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）16-0359-02

引言

作為能源的生活和生產(chǎn)的常用材料，煤炭被廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)、電力工業(yè)和我們的日常生活中，通過(guò)煤礦企業(yè)生產(chǎn)，吸引了大量的當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力資源進(jìn)而推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但實(shí)際一些煤礦企業(yè)盲目的追求經(jīng)濟(jì)利益，煤礦開(kāi)采中使用一些急功近利的方法，舍不得在設(shè)備上投入資金，造成煤礦開(kāi)采效率偏低，因此有必要做好煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的研究工作。本文中主要闡述PLC技術(shù)在煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1、PLC技術(shù)內(nèi)容與特點(diǎn)分析

煤礦生產(chǎn)中引入PLC技術(shù)是煤礦運(yùn)輸改革中的一個(gè)重大舉措，可以很好地提升煤礦皮帶運(yùn)輸?shù)男?，提升安全性和可靠性。在煤礦皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化系統(tǒng)中最主要的構(gòu)成就是PLC現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站，主要功能是監(jiān)控信息的輸出和信息的收集。PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

1.1 技術(shù)內(nèi)容

對(duì)機(jī)械生產(chǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行控制，保障系統(tǒng)正常運(yùn)行，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)安全有序。同時(shí)，針對(duì)可能出現(xiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行診斷和預(yù)警管理，保證機(jī)械生產(chǎn)順利；完成系統(tǒng)運(yùn)行和生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)運(yùn)算[1]。PLC利用和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了快速的數(shù)據(jù)處理功能，使得終端的智能控制更加簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。PLC技術(shù)工作原理的核心是一個(gè)微處理器，它本身是一個(gè)數(shù)字運(yùn)算的電子操作系統(tǒng)裝置，專(zhuān)門(mén)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用可編輯存儲(chǔ)器，在內(nèi)部存儲(chǔ)中執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù)等操作命令。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

PLC技術(shù)對(duì)大部分設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)兼容運(yùn)轉(zhuǎn)，具有較好的發(fā)展空間，滿(mǎn)足系統(tǒng)的擴(kuò)充和升級(jí)需要；PLC技術(shù)在應(yīng)用中對(duì)供電有著嚴(yán)格的要求，如果突發(fā)斷電情況，將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)造成嚴(yán)重影響，因而PLC技術(shù)為了避免發(fā)生斷電損失，采用了UPC供電系統(tǒng)，以保障運(yùn)轉(zhuǎn)中的電量供應(yīng)，避免數(shù)據(jù)損壞，提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性；PLC技術(shù)需要對(duì)生產(chǎn)中的許多設(shè)備進(jìn)行管理。為了迎合生產(chǎn)需要，會(huì)出現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的調(diào)整需求。因而，PLC技術(shù)在這一方面的優(yōu)勢(shì)十分顯著，可以快速調(diào)整工作順序，靈活進(jìn)行編程管理，隨著生產(chǎn)改變而發(fā)生改變，提升工作效率。所有的工業(yè)技術(shù)都需要一定的維護(hù)支持，而 PLC 技術(shù)的維護(hù)工作相對(duì)于一般技術(shù)有著明顯的便捷性。一般系統(tǒng)維護(hù)需要斷電拆卸進(jìn)行維護(hù)，因而時(shí)常需要中斷生產(chǎn)。而 PLC 技術(shù)改變了這一模式，直接采取簡(jiǎn)化的維護(hù)程序，不需要關(guān)閉電源就能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)零部件和線(xiàn)路的插拔，保障效率的同時(shí)維護(hù)正常使用。

2、PLC技術(shù)在煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

在煤礦企業(yè)應(yīng)用中，首先需要設(shè)定好皮帶運(yùn)輸程序，四臺(tái)啟動(dòng)柜會(huì)將常開(kāi)點(diǎn)串接在合閘回路當(dāng)中，但合閘回路是由啟動(dòng)柜自保點(diǎn)構(gòu)成。通過(guò)合閘之后的真空斷路器輔助接點(diǎn)把運(yùn)行信號(hào)返回到PLC當(dāng)中。啟動(dòng)柜出現(xiàn)故障后，主要表現(xiàn)為預(yù)定時(shí)間內(nèi)信號(hào)返回點(diǎn)的準(zhǔn)時(shí)傳達(dá)。當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，故障的信息通過(guò)主電機(jī)操作臺(tái)顯現(xiàn)出來(lái)。工作人員能夠方便處理，其他設(shè)備能夠通過(guò)減速器、三相電流以及繞組溫度進(jìn)行分站處理，起車(chē)之前要先預(yù)警，對(duì)皮帶的檢測(cè)進(jìn)行沿線(xiàn)控制，正常的保護(hù)能夠決定主電機(jī)的信號(hào)輸出點(diǎn)，確保正常啟動(dòng)，總體上來(lái)看PLC技術(shù)的應(yīng)用在皮帶運(yùn)輸過(guò)程中起到了十分積極的作用，具體有以下幾點(diǎn)表現(xiàn)[2]。

2.1PLC在皮帶運(yùn)輸中的應(yīng)用

2.1.1運(yùn)行方式

電動(dòng)機(jī)以均轉(zhuǎn)速和均轉(zhuǎn)矩、1+單機(jī)、2+單機(jī)這四種主要方式運(yùn)行，運(yùn)行速度分別小于2.5m/s、1.8m/s、0.63m/s，運(yùn)行及速度的狀況是由03XZK以及給定方式進(jìn)行確定的，當(dāng)1JA處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，速度是有內(nèi)外控制電位器決定的，但是速度保持在限制范圍內(nèi)，處于自動(dòng)控制的狀態(tài)時(shí)，運(yùn)行的速度則是由運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)決定的，速度值可以被任意設(shè)置。

2.1.2勻轉(zhuǎn)速和勻轉(zhuǎn)矩

煤礦在井下進(jìn)行皮帶運(yùn)輸過(guò)程中，勻轉(zhuǎn)矩和勻轉(zhuǎn)速的運(yùn)行都是通過(guò)1+單機(jī)運(yùn)行的方式。其中，勻轉(zhuǎn)矩在系統(tǒng)調(diào)節(jié)過(guò)程中采用的定積分器和速度調(diào)節(jié)器都是共用的，因?yàn)樗俣日{(diào)節(jié)器在輸出的定值上還存在一定的差異，所以，在電機(jī)的電流反饋強(qiáng)度相同的情況下，傳統(tǒng)的電流值和直流就是相等的。運(yùn)行過(guò)程中，電機(jī)其實(shí)屬于串聯(lián)，電極之間的額定磁通相同。假設(shè)電機(jī)之間的電樞電流也是相同的，轉(zhuǎn)矩就是相等的，形成了勻轉(zhuǎn)矩。系統(tǒng)處于勻轉(zhuǎn)矩的時(shí)候，要想達(dá)到最滿(mǎn)意的精度，必須將1+電動(dòng)機(jī)設(shè)定成雙閉環(huán)的系統(tǒng)，2+電動(dòng)機(jī)只是電流環(huán)跟隨系統(tǒng)，電機(jī)的出力雖然相同，但運(yùn)行速度一定不同。

2.2 PLC應(yīng)用于皮帶運(yùn)輸?shù)谋憩F(xiàn)

2.2.1操作人性化

同傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)的操作方式發(fā)生了變化，更加人性化、PLC技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)用了兩種操作方式，分別是自動(dòng)操作和手動(dòng)操作，而且這兩種方式是可以自由切換的，不需要任何輔助條件。用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)了PLC技術(shù)之后，只需要按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行正常的使用就可以了，通過(guò)少量接線(xiàn)和簡(jiǎn)易程序設(shè)定，就能夠靈活地控制實(shí)際生產(chǎn)，在方便了操作人員的同時(shí)，充分體現(xiàn)了科技的人性化。

2.2.2控制高效化

PLC技術(shù)對(duì)整個(gè)煤炭的運(yùn)輸過(guò)程都可以起到控制和監(jiān)督的作用，對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中的各個(gè)開(kāi)關(guān)都進(jìn)行有效的控制，工作人員結(jié)合實(shí)際的工作需要，選擇性地開(kāi)啟設(shè)備，實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)的系統(tǒng)管理功能，減少資源的浪費(fèi)，提升整體的工作質(zhì)量[3]。

2.2.3自我控制化

根據(jù)PLC技術(shù)自身的特點(diǎn)，為煤炭運(yùn)輸工作提出了很多合理的解決辦法，對(duì)于煤礦皮帶的運(yùn)輸不良現(xiàn)象做出了很多改善。最主要的表現(xiàn)就是自我的診斷以及及時(shí)的報(bào)警，這兩個(gè)方面對(duì)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)做出了全面的檢測(cè)，在發(fā)生故障時(shí)候能夠及時(shí)預(yù)警。

2.3 變頻改造

皮帶屬于彈性材料，因而在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中包含了較大的能量?jī)?chǔ)備，一旦啟動(dòng)，在沒(méi)有軟啟動(dòng)裝置的條件下，內(nèi)部能量將快速釋放，在皮帶上形成較大的張力波并沿途傳播。動(dòng)張力過(guò)大會(huì)對(duì)整體的機(jī)械系統(tǒng)架構(gòu)產(chǎn)生加大的損壞，這里借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)變頻改造， 設(shè)立了3臺(tái)變頻調(diào)速裝置，具體如圖2所示。

這一過(guò)程中，PLC 在整個(gè)動(dòng)態(tài)控制中發(fā)揮了作用，利用I/O 裝置的反饋信息建立一個(gè)閉環(huán)回路的控制解決方案，對(duì)參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自適應(yīng)運(yùn)行。改造時(shí)采用的西門(mén)子 S7-300 的指令運(yùn)算相對(duì)普通芯片在速度和規(guī)模上有著顯著優(yōu)勢(shì)，可滿(mǎn)足大部分復(fù)雜程序的計(jì)算需求[4]。

3、結(jié)語(yǔ)

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題更加關(guān)注，目前煤礦機(jī)械設(shè)備智能化已成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，煤礦設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)的各種安全問(wèn)題嚴(yán)重制約著企業(yè)的發(fā)展壯大，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展及企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)產(chǎn)生影響。所以實(shí)際中企業(yè)有必要采取一定的措施預(yù)防煤礦機(jī)械設(shè)備故障的出現(xiàn)，提高煤礦設(shè)備智能化。本文中筆者對(duì)煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中PLC技術(shù)進(jìn)行深入分析。

參考文獻(xiàn)

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