姚福濤

摘 要：煤礦帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)具有運(yùn)輸線路長、設(shè)備多、分布面廣、環(huán)境差等特點(diǎn)。為了提高運(yùn)輸系統(tǒng)的安全運(yùn)行，運(yùn)輸系統(tǒng)配套的保護(hù)系統(tǒng)逐漸完善，可編程控制器（PLC）普遍應(yīng)用于各行業(yè)的自動化控制系統(tǒng)。本文闡述了可編程控制器（PLC）在煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)勢，展望了煤礦帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)自動化的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng) ；PLC； 保護(hù)

帶式輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)輸量大、生產(chǎn)效率高、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、成本低、通用性強(qiáng)。所以煤礦井下帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在各采區(qū)工作面主運(yùn)順槽及主運(yùn)輸系統(tǒng)中。隨著科技的進(jìn)步，帶式輸送機(jī)安全運(yùn)行也穩(wěn)步提高，多種類型傳感器的配備，多樣化保護(hù)的投入，信息的傳輸，提高了煤礦帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行?？删幊炭刂破鳎≒LC）為煤礦帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)提供了安全、可靠的解決方案，適用于當(dāng)前煤礦企業(yè)對自動化的需要。

一、可編程控制器（PLC）概況

1.1系統(tǒng)優(yōu)勢

煤礦帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）的系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)地面集中控制、可視化和語音通話三位一體的自動化控制體系，該系統(tǒng)可靠性高、抗干擾性強(qiáng)、配置靈活、隨時(shí)可拓展設(shè)備增加端口、便于維護(hù)，同時(shí)跟其他設(shè)備的通信兼容性強(qiáng)，便于操作。

1.2系統(tǒng)主要功能及特點(diǎn)

（1）具有遠(yuǎn)程啟動、停止、復(fù)位和測試功能，實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行狀態(tài)，如遠(yuǎn)控、近控、檢修、點(diǎn)動等工作狀態(tài)。

（2）實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)運(yùn)行安全，如跑偏保護(hù)、堆煤保護(hù)、沿線急停保護(hù)、溫度保護(hù)、速度保護(hù)、煙霧保護(hù)、撕帶保護(hù)、超溫灑水保護(hù)以及張緊力下降保護(hù)，已達(dá)到保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行的功能。

（3）便于拓展，通過端口數(shù)據(jù)通信，可通過組態(tài)軟件以圖形、表格、線性等動態(tài)畫面反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。選擇的計(jì)算機(jī)和軟件系統(tǒng)有備用容量和接口，可以方便進(jìn)行擴(kuò)展；分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有良好的擴(kuò)展性。

（4）實(shí)現(xiàn)整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的聯(lián)鎖運(yùn)行。

（5）實(shí)現(xiàn)煤倉煤位的監(jiān)控，提高煤礦運(yùn)輸效率。

（6）對所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，如開機(jī)時(shí)間累積，負(fù)荷率、開機(jī)率、OEE指標(biāo)計(jì)算，滿足報(bào)表統(tǒng)計(jì)、曲線圖、柱狀圖顯示。

（7）可與其他集控系統(tǒng)（如供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等）組成網(wǎng)絡(luò)并納入全礦計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，供調(diào)度室及其他部門隨時(shí)掌握井下個(gè)系統(tǒng)工況。

二、可編程控制器（PLC）在運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1工況圖顯示

工況圖動態(tài)顯示整個(gè)系統(tǒng)所有膠帶輸送機(jī)、給煤機(jī)、煤倉煤位等工況，以及主電機(jī)運(yùn)行電壓、電流、頻率及主要保護(hù)實(shí)時(shí)參數(shù)等信息

2.2故障及保護(hù)顯示

實(shí)時(shí)顯示各膠帶機(jī)所有保護(hù)傳感器的工作狀態(tài)，顯示膠帶機(jī)的故障類型，形成歷史記錄，便于排查故障。

2.3傳保護(hù)技術(shù)參數(shù)

2.4系統(tǒng)安全性

（1）采用性能可靠、動作靈敏、故障率低得控制保護(hù)裝置。

（2）設(shè)備出線口滿足安全規(guī)程要求，芯線連接簡便。

（3）就地控制裝置設(shè)置閉鎖開關(guān)，便于故障查詢，便于檢修安全。

（4）在遠(yuǎn)程控制方式下設(shè)立傳輸故障保護(hù)，實(shí)現(xiàn)自動停機(jī)。

2.5 SIMATIC S7-300 PLC簡介

SIMATIC S7-300是模塊化的中小型PLC系統(tǒng)，各種模塊之間都是獨(dú)立的，可通過u型總線把各部件緊密地固定在標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)軌上進(jìn)行組合。它主要由中央處理器CPU，信號模塊SM，通信模塊FM，電源模塊PS，接口模塊IM組成。

S7-300 CPU的存儲區(qū)分為三個(gè)區(qū)：裝載存儲區(qū)、工作存儲區(qū)和系統(tǒng)存儲區(qū)。裝載存儲區(qū)用于存放用戶程序和附加的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，包括CPU內(nèi)部的RAM和外部的MMC卡。工作存儲區(qū)用來存儲實(shí)際執(zhí)行的用戶程序。PLC在運(yùn)行時(shí)，自動將裝載存儲區(qū)的可執(zhí)行程序復(fù)制到工作存儲區(qū)，CPU掃描工作區(qū)存儲區(qū)的程序和數(shù)據(jù)，在執(zhí)行存儲區(qū)復(fù)位操作時(shí)，工作存儲區(qū)的程序de和數(shù)據(jù)被清除。系統(tǒng)存儲區(qū)是系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(qū)的集合，包括影響寄存器，I/O存儲區(qū)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器等。

MPI是多點(diǎn)接口（Multi Point Interface）的簡稱，是西門子公司開發(fā)的用于PLC之間的通訊保密協(xié)議。MPI通訊是當(dāng)通訊速率要求不高、通信數(shù)據(jù)量不大時(shí)，可以采用的一種簡單經(jīng)濟(jì)的通訊方式。MPI網(wǎng)絡(luò)的通信速率為19.2kbps-12Mbps，最多可以連接32個(gè)節(jié)點(diǎn)，最大通訊距離為50m，但是可以通過中繼器來擴(kuò)展長度。

數(shù)字I/O模塊每個(gè)槽占4B（等于32個(gè)I/O節(jié)點(diǎn)），如槽1的地址為0.0-3.7；數(shù)字量模塊中的輸入點(diǎn)的地址由字節(jié)部分和位部分組成。單機(jī)架擴(kuò)展只能擴(kuò)展1個(gè)機(jī)架，使用16個(gè)信號模塊。多機(jī)架擴(kuò)展最多可以擴(kuò)展3個(gè)機(jī)架。中央機(jī)架（有CPU的機(jī)架）加上擴(kuò)展機(jī)架（沒有CPU的機(jī)架）一共可以擴(kuò)展32個(gè)信號模塊。

三、運(yùn)輸系統(tǒng)自動化展望

現(xiàn)在煤礦對于運(yùn)輸系統(tǒng)安全性及遠(yuǎn)程監(jiān)控要求的提高，上位機(jī)監(jiān)控功能已經(jīng)在設(shè)計(jì)中成為考慮的最重要的環(huán)節(jié)之一，PLC將常用的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議及接口標(biāo)準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)的模塊集成在一起，這樣就很容易實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的通信。從煤礦運(yùn)輸特點(diǎn)看，PLC可以滿足運(yùn)輸管理，不論是監(jiān)控、各類保護(hù)，還是應(yīng)急處理，都能滿足現(xiàn)場的需要。

四、結(jié)語

雖然煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中設(shè)備多、運(yùn)輸距離長、分布廣等特點(diǎn)，通過采用PLC控制煤礦的運(yùn)輸系統(tǒng)，達(dá)到各項(xiàng)保護(hù)的自動控制，提高系統(tǒng)的安全與可靠性，且在實(shí)際中的應(yīng)用取得良好的效果，在確保原煤運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)上避免了檢修，提高運(yùn)輸效率，保證運(yùn)輸安全。