基于PLC與變頻器技術(shù)的帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉昕

【摘 要】在礦產(chǎn)開采的過程中，保證礦產(chǎn)資源的穩(wěn)定運(yùn)輸對(duì)于開采工作的可持續(xù)發(fā)展具有著十分重要的作用，但現(xiàn)階段的輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，設(shè)備系統(tǒng)的工作效率較低，成本較高，因此本文設(shè)計(jì)出了一種基于PLC的煤礦帶式輸送系統(tǒng)，有效解決了系統(tǒng)中長距離彎曲輸送中存在的沖擊問題，且自試運(yùn)行以來，整體效率較高，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，能夠較好地完成預(yù)期生產(chǎn)任務(wù)。

【關(guān)鍵詞】PLC；變頻技術(shù)；帶式輸送機(jī)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】TH222 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2019）10-0273-01

引言

在礦井中運(yùn)用帶式輸送機(jī)集中控制自動(dòng)化系統(tǒng)可以明顯提高生產(chǎn)效率，可減少人工成本。在PLC與變頻器技術(shù)上構(gòu)建帶式輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)，其作為集中控制自動(dòng)化系統(tǒng)主要是采取模塊化設(shè)計(jì)思路來設(shè)計(jì)的，能夠有效利用數(shù)據(jù)交換與語音通信來使得煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化水平得到明顯的提高，從而為煤礦開采帶來極大的便利，促進(jìn)科學(xué)開采煤礦資源的發(fā)展。

一、帶式輸送機(jī)優(yōu)點(diǎn)分析

帶式輸送機(jī)可以實(shí)現(xiàn)長距離的連續(xù)運(yùn)輸。帶式輸送機(jī)相對(duì)于采用軌道等傳統(tǒng)運(yùn)輸方式具有運(yùn)輸成本低、運(yùn)輸效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、方便布置及環(huán)境友好等特點(diǎn)。（1）運(yùn)輸成本低、效率高。輸送機(jī)是一個(gè)連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，可以適應(yīng)長距離、高負(fù)荷運(yùn)輸工作，因此，具有較高的運(yùn)輸效率和較低的運(yùn)輸成本。（2）布置靈活、適應(yīng)性強(qiáng)。輸送機(jī)可以根據(jù)井下不同的生產(chǎn)條件進(jìn)行水平或者傾斜布置，若出現(xiàn)較大轉(zhuǎn)角時(shí)可以采用2臺(tái)輸送機(jī)串聯(lián)布置，相對(duì)于其他運(yùn)輸方式具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。（3）可靠性高。相對(duì)于其他運(yùn)輸方式，帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)較為簡單，設(shè)備故障率較低，且能夠保持長時(shí)間的高效運(yùn)行，可靠性較高。（4）環(huán)境友好。在同等運(yùn)輸負(fù)荷下，帶式輸送機(jī)的電力消耗約為刮板輸送機(jī)的75%，同時(shí)帶式輸送機(jī)運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的粉塵量較小，對(duì)井下環(huán)境影響小。

二、基于PLC與變頻器技術(shù)的帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)控制模式。

本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了閉鎖、就地、檢修、集控、點(diǎn)動(dòng)5種控制模式。當(dāng)系統(tǒng)處于閉鎖模式時(shí)，所有的設(shè)備都將被鎖定無法進(jìn)行操作，只有解鎖后才能對(duì)其繼續(xù)操作，當(dāng)工人對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)或是檢修時(shí)，為了防止設(shè)備的突然啟動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員造成傷害，采用閉鎖模式；當(dāng)控制模式被選為就地時(shí)，工作人員能夠通過觸摸屏上的控制點(diǎn)或者是利用設(shè)備上的控制按鈕直接控制設(shè)備；當(dāng)控制模式為檢修模式時(shí)，所有的保護(hù)功能便失去作用，此時(shí)只有拉繩開關(guān)能夠及時(shí)停機(jī)，其他功能和就地模式一樣；當(dāng)選擇為集控模式時(shí)，設(shè)備具備一定的智能性，能夠根據(jù)內(nèi)置的程序處理故障、啟停設(shè)備等，從而實(shí)現(xiàn)逆煤流啟動(dòng)，順煤流停止，這是為了防止膠帶上殘留煤炭，造成下次開機(jī)啟動(dòng)負(fù)荷增大；點(diǎn)動(dòng)模式是能夠單獨(dú)控制某一臺(tái)設(shè)備的啟停，一般用于故障維修或者是設(shè)備調(diào)試。

2.系統(tǒng)故障保護(hù)。

帶式輸送機(jī)的故障保護(hù)共有5個(gè)大類，分別是跑偏、斷帶、打滑、超速、煙霧、超溫、撕裂、堆煤，根據(jù)煤礦安全生產(chǎn)條例來確定處理故障時(shí)需要的步驟。當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，以便于工作人員及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障并作出處理。當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)工人及時(shí)按下急停中斷按鈕，信號(hào)通過數(shù)字量輸入接口到達(dá)PLC后進(jìn)入到中斷程序中，首先是再次判斷是否有中斷，如果沒有則退出，如果有則開始處理急停程序，首先是判斷急停所在區(qū)域，然后控制停機(jī)。當(dāng)膠帶輸送機(jī)停機(jī)后立即發(fā)出相應(yīng)的聲光報(bào)警提示，其中包括顯示故障類型和位置等參數(shù)，然后將處理后的數(shù)據(jù)上傳到中央控制室，所有的程序處理完畢后返回。其他故障處理功能與此類似。

3.底層本機(jī)控制功能。

將底層本機(jī)控制功能應(yīng)用在控制井下帶式輸送機(jī)與工作面設(shè)備上，實(shí)質(zhì)上就是一種能夠做到檢測(cè)、集中控制、語言報(bào)警與通話等的控制系統(tǒng)。（1）系統(tǒng)具有良好的檢測(cè)輸送機(jī)速度、確保電動(dòng)機(jī)溫度適宜、超溫灑水保護(hù)、擴(kuò)音電話、電動(dòng)機(jī)溫度保護(hù)、防撕裂保護(hù)以及張緊力下降保護(hù)等功能。同時(shí)系統(tǒng)還準(zhǔn)備了可以做到煤倉高低煤位檢測(cè)傳感器的接口，可以在任何時(shí)候檢測(cè)煤倉當(dāng)中的實(shí)際含煤量。系統(tǒng)除了具備20路開關(guān)量輸出之外，還具備48路開關(guān)量/模擬量的輸入，沿著線路還能夠?qū)⒅悄艿妮斎肱c輸出進(jìn)行良好的串接，在進(jìn)行接入的時(shí)候可以沿著線路隨意選擇位置，能夠在信號(hào)控制中提供便利，也可在接入傳感信號(hào)時(shí)提供便利。（2）將10.4寸液晶顯示屏作為系統(tǒng)的主控器，在對(duì)設(shè)備各種狀態(tài)進(jìn)行顯示的時(shí)候可充分運(yùn)用動(dòng)畫、彩色圖形與漢字等多種方式，同時(shí)也可以直觀了當(dāng)?shù)闹拦收纤谖恢靡约霸O(shè)定的參數(shù)。充分運(yùn)用動(dòng)畫與文字顯示能夠?yàn)楣と说膶?shí)際操作提供便利，還可在任意時(shí)間監(jiān)控信息。系統(tǒng)具有更加牢固的防潮與防水性能，可為沿線數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性提供有效的擔(dān)保，此外還可讓實(shí)際操作變得更為簡單，從而實(shí)現(xiàn)便捷維護(hù)的目標(biāo)。

4.綜合有線語音通信功能。

（1）將系統(tǒng)與現(xiàn)在已有的運(yùn)輸線語音通話設(shè)備相聯(lián)合，可讓辦公固定IP電話和生產(chǎn)調(diào)度IP電話的有線通信語音系統(tǒng)的結(jié)合得以完成，從而做到全呼叫、組呼叫與錄音等一系列的調(diào)度功能，充分利用起現(xiàn)已有的全部通信資源，為保持暢通的通信提供有效的擔(dān)保。同時(shí)能夠充分運(yùn)用大屏幕觸摸屏，采取圖形的方式將手機(jī)、電話等終端設(shè)備類型有效的顯示出來，并可以在任意時(shí)間進(jìn)行設(shè)備的查看。（2）在運(yùn)用調(diào)度室IP電話的同時(shí)，也運(yùn)用沿線的其他電話，從而做到快速撥號(hào)呼叫，系統(tǒng)能夠直接與調(diào)度電話系統(tǒng)進(jìn)行有效的連接，同時(shí)也能夠做到近距離的廣播。管理人員即使身在辦公室，也能夠利用計(jì)算機(jī)來與井下工作人員實(shí)施廣播講話，這不僅使得調(diào)度人員的通知程序得到有效的優(yōu)化，也可有效減少傳達(dá)所需的時(shí)間。（3）根據(jù)實(shí)際情況可構(gòu)建30路以下的小型多媒體調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)可以進(jìn)行擴(kuò)聲廣播，調(diào)度臺(tái)可充分利用擴(kuò)聲終端設(shè)備來實(shí)施單播或是組播等形式的語音廣播，常用的擴(kuò)聲終端包括SIP廣播話站與IP話機(jī)等。系統(tǒng)對(duì)組網(wǎng)廣播予以足夠的支持，調(diào)度員能夠利用調(diào)度話機(jī)進(jìn)行喊話，同時(shí)在向各個(gè)組展開廣播的時(shí)候也可以選擇語音文件。

結(jié)束語

通過在煤礦中的實(shí)際應(yīng)用，結(jié)果表明本系統(tǒng)運(yùn)行良好，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變頻器以及電機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及系統(tǒng)的軟啟動(dòng)和軟停止。同時(shí)通過PLC的控制實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的同步運(yùn)行，具備較高的自動(dòng)化程度。在維護(hù)和控制方面非常方便，在一定程度上節(jié)約了生產(chǎn)成本，具有一定的推廣價(jià)值。

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