齊國慶

【摘 要】本文結(jié)合某煤礦次煤場生產(chǎn)要求，設(shè)計了一款新型輸煤皮帶系統(tǒng)，通過PLC程序自動控制整個系統(tǒng)的運行。該系統(tǒng)安全可靠，操作簡單，有一定的經(jīng)濟效益。

【關(guān)鍵詞】輸煤皮帶；PLC；自動控制；經(jīng)濟效益

1 問題的提出

輸煤系統(tǒng)在次煤場占很重要的地位。它的正常運轉(zhuǎn)，關(guān)系到次煤場的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。本設(shè)計為某煤礦次煤場輸煤系統(tǒng)電氣控制設(shè)計方案之一，該設(shè)計擯棄了以往繼電器接觸器控制方式，改為由PLC程序控制。它滿足了新的生產(chǎn)工藝需求，提高了生產(chǎn)效益。

2 解決方案

PLC是微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制相結(jié)合的產(chǎn)物。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，我們可以把控制程序輸入PLC中，經(jīng)過修改調(diào)試無誤后，對輸煤皮帶進行控制。

利用PLC對輸煤皮帶進行控制，有以下優(yōu)點：

1）接線量少，故障率低，便于維修和維護。

2）PLC種類多，資源豐富便于以后升級改造。

3）接線前可進行電腦模擬驗證控制邏輯關(guān)系，便于排除設(shè)計缺陷。

4）PLC有數(shù)據(jù)通信功能，可以通過更改控制程序，對輸煤皮帶進行再升級。

3 輸煤皮帶的電氣設(shè)計步驟

1）對以往輸煤皮帶控制回路進行研究，分析接觸器完成動作的條件。與實際操作人員多交流，提取意見，對輸煤皮帶加以改進。

2）選擇PLC的機型。根據(jù)輸煤皮帶I/O設(shè)備的數(shù)量與類型，確定PLC的I/O點數(shù)。I/O點數(shù)應(yīng)留有20%的余量，為系統(tǒng)改造留有余地。

3）設(shè)計I/O端口連接，繪制I/O接線圖。

4）參照機床原有的控制電路圖，對PLC進行程序設(shè)計。

5）模擬調(diào)試及現(xiàn)場調(diào)試。調(diào)試成功后進行技術(shù)資料整理、歸檔。

4 輸煤皮帶的實際設(shè)計

為驗證PLC對輸煤皮帶進行升級改造的可行性，具體改造過程如下：

1）明確各電機的控制過程：

程控操作：a、選擇開關(guān)指向程序控制

b、啟動

短時按下警示鈴按鈕，待現(xiàn)場短時按下警示鈴按鈕回復(fù)后，方可按下開啟按鈕；

按下開啟按鈕（10秒后除鐵器啟動，再過10秒皮帶啟動，再過10秒振動篩啟動，再過10秒刮板機啟動，開啟完成）當(dāng)接觸器吸合時對應(yīng)指示燈亮。

c、停止

按下停止按鈕（刮板機馬上失電，10秒后振動篩失電，再過10秒皮帶失電）；

按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電，停止結(jié)束。

控制箱設(shè)有緊急停止按鈕，按下后刮板機、振動篩、皮帶、除鐵器馬上全停。

d、當(dāng)過載保護動作時，將按順序停止，

如除鐵器故障，刮板機、振動篩、皮帶、除鐵器馬上自動全停；

皮帶故障，刮板機、振動篩、皮帶馬上停，按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電；

振動篩故障，刮板機、振動篩馬上停，10秒后停皮帶，按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電；

刮板機故障，刮板機馬上停，10秒后停振動篩，再過10秒停皮帶，按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電。

e、現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)異常時（如冒煙等），熱繼電器未動作；

按下相應(yīng)故障急停按鈕，停機順序同過載保護動作；

檢修操作（用于控制單一電機）：

f、選擇開關(guān)指向檢修控制

就地開關(guān)控制相應(yīng)電機起停（此時各接觸器互不相關(guān)，程控回路已斷開）。

2）下圖是輸煤皮帶的電氣主回路：

輸煤皮帶的電氣主回路分析：

每個電機都由一個相應(yīng)接觸器控制，并設(shè)有熱繼電器保護。

3）清點I/O設(shè)備，選擇PLC型號：

輸入：旋鈕開關(guān)4個，按鈕5個（常開有一個兩地控制），急停按鈕5個，轉(zhuǎn)換開關(guān)1個需要兩個端口，合計輸入點數(shù)15點；

輸出：交流接觸器4個，指示燈4個，報警鈴1個，合計輸出點數(shù)9點。因為需要留有20%左右的余量，所以I/O點數(shù)分別在24個和16個為宜；皮帶的接觸器動作不頻繁，故PLC的輸出采用繼電器方式。因為程序較為簡單，所以選擇性價比較高的FX1N系列，通過查詢?nèi)鈾C電PLC選型表，所以選用了FX1n-40MR-001。它的輸入為24點，輸出16點，I/O總點數(shù)為40點。

4）繪制I/O接圖：

5）設(shè)計輸煤皮帶的PLC程序：

6）經(jīng)模擬調(diào)試及現(xiàn)場系統(tǒng)調(diào)試依次啟動；依次停止；急停；故障急停；檢修模式全部正常，完成技術(shù)資料的歸檔。

結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場，我們可以發(fā)現(xiàn)PLC控制輸煤皮帶有以下的優(yōu)點：

1）元器件邏輯關(guān)系很容易更改，代替了繼電器控制時拆接線環(huán)節(jié)，節(jié)省時間。

2）PLC邏輯關(guān)系測試方便、準(zhǔn)確，設(shè)計缺陷很容易被發(fā)現(xiàn)。

3）接線簡單，容易排查接線錯誤。

4）設(shè)備故障率大大降低，增加了可靠性。

5）元器件容易的更換位置，輸煤皮帶很容易再升級。

5 結(jié)束語

利用PLC控制設(shè)計的系統(tǒng)，使輸煤系統(tǒng)擁有可靠性高，故障點易排查，操作簡單，維護方便等優(yōu)點。因此，PLC控制輸煤皮帶，滿足了某煤礦次煤場的生產(chǎn)工藝需求，提高了生產(chǎn)效率，并對安全生產(chǎn)運營提供了保障。

【參考文獻】

[1]郁漢琪.機床電氣及可編程序控制器實驗、課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].南京工程學(xué)院出版，2000.

[責(zé)任編輯：田吉捷]