馬一銘 程亮

【摘要】文章主要對(duì)PLC在帶式輸送機(jī)電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了有關(guān)介紹，其中工業(yè)計(jì)算機(jī)作屬于一種上位機(jī)，可對(duì)機(jī)器運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示以及集中控制;PLC屬于一種下位機(jī)，可有效收集現(xiàn)場內(nèi)的各種信號(hào)以及數(shù)據(jù)，并完成實(shí)時(shí)控制。這種裝置不僅能合理控制單臺(tái)膠帶機(jī)，還能依據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸，對(duì)多條膠帶機(jī)進(jìn)行集中監(jiān)測以及控制。

【關(guān)鍵詞】PLC;帶式輸送機(jī);電氣控制系統(tǒng)

帶式輸送機(jī)作為礦山運(yùn)輸工作中的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤礦的生產(chǎn)運(yùn)輸具有重要意義。它因結(jié)構(gòu)簡易、運(yùn)輸量大、系統(tǒng)穩(wěn)定以及操作簡便等優(yōu)勢逐漸成為多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)流水線以及礦產(chǎn)材料運(yùn)輸中使用最廣泛的一種設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)過程中起到關(guān)鍵性作用。近幾年來，伴隨著我國工業(yè)技術(shù)的逐漸完善，煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開始進(jìn)行整合更新，所以煤炭高效化運(yùn)輸成為目前發(fā)展的一大重點(diǎn)問題，過去的帶式輸送機(jī)其性能以及輸送量已經(jīng)不能滿足煤礦發(fā)展的新需求。因而長距離、高性能、大運(yùn)量以及節(jié)能化等內(nèi)容已經(jīng)成為當(dāng)前帶式輸送機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的新要求。

一、帶式輸送機(jī)電氣控制系統(tǒng)組成以及工作原理

此系統(tǒng)主要分為手動(dòng)、自動(dòng)模式以及和單臺(tái)、集控模式等。手動(dòng)模式多用來對(duì)單臺(tái)進(jìn)行調(diào)試以及檢修故障。在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，傳感器的作用主要為檢測以及報(bào)警等，還可在傳感器發(fā)生故障時(shí)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)迫啟動(dòng)。而自動(dòng)模式多用于對(duì)單臺(tái)以及多條膠帶機(jī)進(jìn)行集中控制，屬于一種正常狀態(tài)下的工作形式。集控需在自動(dòng)條件下才可正常運(yùn)行，主要是指多條膠帶機(jī)所進(jìn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

第一，系統(tǒng)組成。此系統(tǒng)主要是計(jì)算機(jī)終端、傳感器以及電氣操控等三部分組成的。在此系統(tǒng)里，最重要的控制部件為PLC，它通過與外圍傳感器進(jìn)行充分結(jié)合，來完成防護(hù)以及操控等功能。在此次的研究分析當(dāng)中，主要對(duì)電氣的操控部分做相關(guān)研究，其中客戶監(jiān)控端主要是指計(jì)算機(jī)終端，應(yīng)用這個(gè)系統(tǒng)可以借助操作頁面組態(tài)王來監(jiān)測膠帶機(jī)的運(yùn)作過程。此外，還能對(duì)多個(gè)傳感器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。在PLC中，直接以及間接連接傳感器，可將此當(dāng)做輸入開關(guān)量，從而對(duì)膠帶機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起到有效的保護(hù)作用。

第二，系統(tǒng)工作原理。此系統(tǒng)開始啟動(dòng)時(shí)各臺(tái)設(shè)備進(jìn)行預(yù)警;地面輸煤生產(chǎn)線上的各種設(shè)備需嚴(yán)格依據(jù)逆煤流方向進(jìn)行順序延時(shí)起動(dòng)，并依據(jù)順煤流方向進(jìn)行順序延時(shí)停車;輸煤線上的任何設(shè)備出現(xiàn)故障以及其他原因所導(dǎo)致的運(yùn)輸工具停車時(shí)，來煤方向的各項(xiàng)設(shè)備需及時(shí)停車，避免造成煤大量堆積;在發(fā)生突發(fā)意外等緊急狀況時(shí)，所有的設(shè)備都能利用車內(nèi)的急停按鈕完成緊急停車;對(duì)全部設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，同時(shí)把所收集到的信息以及數(shù)據(jù)傳輸至PLC與計(jì)算機(jī);所有設(shè)備的運(yùn)行以及故障狀況都可以準(zhǔn)確的在計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行顯示。

二、電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)原理及界面設(shè)計(jì)

第一，PLC程序設(shè)計(jì)。此系統(tǒng)的防護(hù)設(shè)計(jì)主要包含掌控運(yùn)輸狀況、進(jìn)行邏輯計(jì)算以及對(duì)各類信號(hào)做出實(shí)時(shí)監(jiān)測等，而想要完成這項(xiàng)過程必須要應(yīng)用PLC設(shè)備。首先要求所有的傳感器對(duì)膠帶機(jī)發(fā)出的多種信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，而PLC對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行接收以后，可以利用自帶的處理器科學(xué)判斷這些已經(jīng)接收到的信號(hào)，并依據(jù)操控輸入的有關(guān)準(zhǔn)則以及程序完成操控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)運(yùn)作前預(yù)警、設(shè)備正常使用以及保護(hù)膠帶機(jī)的目的。（1）開關(guān)量信號(hào)：開關(guān)量信號(hào)主要包括溫度堆煤、拉繩閉鎖、煤位、煙霧以及主電機(jī)返回等，同時(shí)可以將其分成無電位開關(guān)量以及有電位開關(guān)量這兩類。對(duì)于本身就有電位的開關(guān)量，其PLC的開關(guān)量大小要嚴(yán)格參考標(biāo)準(zhǔn)的電壓DC24V，因此需要把不標(biāo)準(zhǔn)的電壓通過合理轉(zhuǎn)化，成為PLC可以準(zhǔn)確識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)化電位。（2）頻率信號(hào)。借助速度傳感器，把峰值為5V的方波信號(hào)進(jìn)行輸出，同時(shí)由PLC的高速計(jì)數(shù)端口進(jìn)行接受，并且對(duì)膠帶機(jī)的運(yùn)行速度進(jìn)行檢測，進(jìn)而完成打滑以及斷帶保護(hù)等工作。這兩者之間的關(guān)系為：f=120v，其中v是指膠帶速度，單位為m/s;f是指輸出頻率，單位為HZ。此系統(tǒng)對(duì)于輸送機(jī)速度的控制情況表現(xiàn)為：皮帶機(jī)在正常運(yùn)行的狀態(tài)下，PLC利用速度傳感器對(duì)膠帶輸送機(jī)的速度進(jìn)行檢測，同額定相較，若檢測的實(shí)際速度大于70%VN（膠帶機(jī)額定速度）時(shí)，其設(shè)備運(yùn)行速處于正常范圍內(nèi);若檢測的實(shí)際速度≤70%VN，且持續(xù)一段的時(shí)間，則可能是出現(xiàn)了打滑故障;若檢測的實(shí)際速度介于0和30%VN之間，并持續(xù)一段時(shí)間時(shí)，則可能是出現(xiàn)了斷帶故障，需要及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。（3）模擬信號(hào)處理。利用電流互感器對(duì)主電機(jī)的三相電流進(jìn)行合理檢測，先將其轉(zhuǎn)換成0～5A的交流信號(hào)，并經(jīng)由電量變動(dòng)器進(jìn)行光耦分離，將其轉(zhuǎn)化為0～5V的直流信號(hào)，最后把它送到PLC模擬量輸入模塊當(dāng)中。0～5V的電壓信號(hào)同0～5A的電流信號(hào)這兩者之間相互遵循嚴(yán)格的線性關(guān)系，可以準(zhǔn)確反映主電機(jī)三相電流有沒有出現(xiàn)短路、過載以及斷相等狀況。

第二，組態(tài)界面設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)中的上位機(jī)應(yīng)用工業(yè)計(jì)算機(jī)IPc610同組態(tài)軟件組態(tài)王之間相互結(jié)合。并把siemensPLC200經(jīng)過PCI電纜連接至計(jì)算機(jī)的RS232串口，建立起MPI網(wǎng)絡(luò)并實(shí)現(xiàn)通訊聯(lián)絡(luò)。經(jīng)由組態(tài)軟件所研制出來的人機(jī)界面圖像比較清楚，將設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及各部分執(zhí)行傳感器的狀況準(zhǔn)確顯現(xiàn)出來，可實(shí)時(shí)檢測參數(shù)并有效查詢數(shù)據(jù)信息等。

綜上所述，帶式輸送機(jī)電氣控制系統(tǒng)有操作簡便、智能化程度高等優(yōu)勢，可快速適應(yīng)固定式以及可伸縮式輸送機(jī)所包含的多種復(fù)雜控制以及全面防護(hù)的要求，其應(yīng)用的范圍比較廣泛。此裝置不僅能有效完成對(duì)單臺(tái)膠帶機(jī)的控制，還能利用數(shù)據(jù)的傳輸完成對(duì)多條膠帶機(jī)的全面監(jiān)測以及控制，其市場價(jià)值比較高。

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