米永貞

摘要：皮帶運(yùn)輸機(jī)具有運(yùn)量大，維護(hù)簡(jiǎn)單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各行各業(yè)，特別是煤礦行業(yè)，當(dāng)前幾乎所有的煤礦企業(yè)都已離不開(kāi)皮帶運(yùn)輸機(jī)，但人們?cè)趯?shí)際應(yīng)用皮帶運(yùn)輸機(jī)時(shí)，也發(fā)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸機(jī)時(shí)常會(huì)發(fā)生皮帶跑偏、撒料、打滑、發(fā)出異常噪聲、皮帶發(fā)生斷裂、減速機(jī)發(fā)生斷軸等故障，這些現(xiàn)象的出現(xiàn)已嚴(yán)重影響到皮帶運(yùn)輸機(jī)的安全、高效運(yùn)行。對(duì)此，想方設(shè)法的改善運(yùn)輸機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，使其更完備，更先進(jìn)也顯得越來(lái)越重要。就皮帶機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀而言，可依據(jù)皮帶運(yùn)輸機(jī)常發(fā)生的各種故障，把傳感器安裝于相應(yīng)的故障區(qū)，一旦發(fā)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸機(jī)即將發(fā)生故障，裝設(shè)的傳感器可把皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行情況第一時(shí)間傳遞給PLC，然后由PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整控制，以改善皮帶機(jī)運(yùn)行狀況，更好的保障安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采；皮帶運(yùn)輸；集控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；PLC技術(shù)

一、PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

（一）PLC的選型

在該系統(tǒng)中所用的可編程控制器為西門子S7-400，該控制器是由西門子公司生產(chǎn)的，屬于S7系列產(chǎn)品中一特別控制產(chǎn)品，其最大特點(diǎn)是PLC采用程序存儲(chǔ)式控制，內(nèi)部處理采用無(wú)觸點(diǎn)方式，具有自診斷功能，PLC內(nèi)采用了專門的抗干擾措施，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等。現(xiàn)在的工業(yè)控制系統(tǒng)都為自建局域網(wǎng)，采用集中控制，所以對(duì)于現(xiàn)代企業(yè)來(lái)說(shuō)，可編程控制器可應(yīng)用于很多領(lǐng)域，尤其是大型工礦企業(yè)中的應(yīng)用最為突出、有效。

（二）電機(jī)控制回路的設(shè)計(jì)

在現(xiàn)在大型煤礦企業(yè)的膠運(yùn)主運(yùn)輸皮帶和順槽皮帶，多為三臺(tái)或者最多八臺(tái)電機(jī)聯(lián)機(jī)運(yùn)行，其中一臺(tái)設(shè)為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其他跟隨主機(jī)的變化而變化，中間都采用PLC集中控制，再通過(guò)區(qū)域網(wǎng)傳輸?shù)降孛婕厥?，?shí)現(xiàn)全方位、整系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、控制一體化。

二、PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)PLC程序之前，首先應(yīng)縱覽全局對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中可能用到的輸入點(diǎn)與輸出點(diǎn)有一個(gè)大致了解，以便在配置PLC型號(hào)時(shí)能更科學(xué)、更合理的進(jìn)行選擇。在編制控制系統(tǒng)主程序時(shí)，具體編制的程序功能應(yīng)完善，并應(yīng)具有人性化特點(diǎn)，不僅能實(shí)現(xiàn)集控室對(duì)全部設(shè)備的一鍵控制，并且設(shè)備與設(shè)備之間、皮帶與皮帶之間實(shí)現(xiàn)互相連鎖功能；還能使手動(dòng)啟動(dòng)停止、自動(dòng)啟動(dòng)停止以及全線啟動(dòng)停止間可實(shí)現(xiàn)彼此靈活轉(zhuǎn)換，這樣可使整個(gè)控制系統(tǒng)的整體靈活性更強(qiáng)。

（一）I/O地址分配

應(yīng)按照實(shí)際需求來(lái)大致估算PLC的FO點(diǎn)數(shù)，把確定的數(shù)據(jù)計(jì)算好后，再去購(gòu)買相應(yīng)型號(hào)的具體設(shè)備。應(yīng)依據(jù)FO地址分配來(lái)確定FO模塊上的電路連接以及FO模塊上的功能，以便讓PLC實(shí)際程序地址挨個(gè)對(duì)應(yīng)于設(shè)備，以大幅縮短PLC處理故障時(shí)間。應(yīng)不斷優(yōu)化，規(guī)范FO地址分配，在編程時(shí)，可讓功能相似的FO地址分配與1/0設(shè)備程序放置在一塊編寫。這樣一方面更便于管理，另一方面編讀程序也會(huì)更加簡(jiǎn)便。

（二）設(shè)計(jì)主程序

系統(tǒng)主程序主要控制的是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)負(fù)責(zé)調(diào)度與管理整個(gè)程序。主程序的控制方式大致可分為3類：全線啟動(dòng)與停止、自動(dòng)啟動(dòng)與停止、手動(dòng)啟動(dòng)與停止。對(duì)于前兩種控制方式信號(hào)向PLC的輸送主要借助的是傳感器，然后再執(zhí)行內(nèi)部邏輯的電路控制，對(duì)于第三種控制方式，對(duì)電路的控制主要由外部繼電器獨(dú)立完成，無(wú)需經(jīng)過(guò)PLC。

（三）設(shè)計(jì)故障程序

可安裝很多傳感器于皮帶機(jī)可能出現(xiàn)故障的部位，當(dāng)皮帶機(jī)發(fā)生故障后，裝設(shè)的傳感器可第一時(shí)間把故障信息報(bào)告給PLC，經(jīng)PLC分析處理后，然后再把控制指令傳送至控制電路，控制電路控制故障指示燈亮，表明該部位發(fā)生了故障。故障指示系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警后，相應(yīng)的皮帶機(jī)停止運(yùn)行，直到成功排除故障后，按下復(fù)位按鈕，故障指示燈變綠后，皮帶機(jī)才能正常運(yùn)行。

三、PLC技術(shù)在集控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中功能效用的提升策略

（一）提升監(jiān)控功能

這就要求在皮帶運(yùn)輸設(shè)備安全故障發(fā)生時(shí)，應(yīng)對(duì)安全故障源及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在同一時(shí)間傳送出去警報(bào)信號(hào)，通過(guò)分析處理PLC技術(shù)，并結(jié)合集控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制功能，使PLC技術(shù)的故障監(jiān)測(cè)功能盡可能快地啟動(dòng)，與此同時(shí)將所有正在運(yùn)行的運(yùn)輸系統(tǒng)關(guān)閉，待故障得到有效的解決之后，方可重新投入生產(chǎn)。

（二）提升數(shù)據(jù)信息處理功能

集控系統(tǒng)在日常開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)對(duì)皮帶運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸總量、煤炭資源的總重、運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、潛在安全故障等信息有一個(gè)總體的掌握，并對(duì)皮帶運(yùn)輸設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)輸狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的分析處理。

（三）提升監(jiān)管功能

若想使集控系統(tǒng)的監(jiān)管功能提高，就需要將對(duì)各部分監(jiān)管功能的協(xié)調(diào)統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)，并配備中文的使用詳解，在保證監(jiān)管人員都能夠熟練操作的同時(shí)，使對(duì)煤礦皮帶運(yùn)輸集控系統(tǒng)的全面監(jiān)管以及高效監(jiān)管實(shí)現(xiàn)，雖然集控系統(tǒng)中的每臺(tái)運(yùn)輸設(shè)備都處在全面監(jiān)管的狀態(tài)之中，但高速有效地監(jiān)管不僅可以使人力資源和物力資源的浪費(fèi)最大限度地降低，還可以使集控系統(tǒng)的監(jiān)管水平最大限度地提升，進(jìn)而確保煤礦開(kāi)采的安全高效運(yùn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

煤礦皮帶運(yùn)輸集控系統(tǒng)隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)手段的不斷更新而更加具有先進(jìn)性、安全性、高效性以及集成性，因此在設(shè)計(jì)和研究煤礦皮帶運(yùn)輸集控系統(tǒng)時(shí)，一定要對(duì)煤礦開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的調(diào)查充分重視，在盡可能貼近生產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)之上，對(duì)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)充分利用，從而設(shè)計(jì)出更具實(shí)效性的集控系統(tǒng)，以此使煤礦開(kāi)采的安全高效運(yùn)行實(shí)現(xiàn)。

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