趙博

鐵煤集團(tuán)建設(shè)公司礦建分公司 遼寧調(diào)兵山 112700

目前，隨著煤礦生產(chǎn)調(diào)度逐漸趨于網(wǎng)絡(luò)化、自動化和智能化，以PLC和現(xiàn)場總線搭建的程控系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)等成套機(jī)電設(shè)備的集中監(jiān)測與高效自動化控制，但在實(shí)際運(yùn)行時仍有較多帶式輸送機(jī)存在運(yùn)行不平穩(wěn)、帶速與運(yùn)量不匹配、能耗高、故障預(yù)警不及時等問題。為此，在煤礦安全生產(chǎn)的前提下，通常利用縱撕、斷帶、跑偏、堆煤、速度和溫度等一系列傳感器實(shí)時監(jiān)測機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，再根據(jù)帶式輸送機(jī)的實(shí)際運(yùn)量，由變頻器和模糊PID優(yōu)化帶速，在線預(yù)警并及時處理撕帶、斷帶、跑偏、欠速和超溫等故障，進(jìn)而提高帶式輸送機(jī)的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性[1]。

1 PLC技術(shù)特點(diǎn)

在不同工業(yè)場景中，PLC技術(shù)被廣泛運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳遞，減少數(shù)據(jù)資源的浪費(fèi)。由于PLC技術(shù)具備操作簡單的特點(diǎn)，將其應(yīng)用到礦山機(jī)電控制系統(tǒng)之中，可以顯著提高機(jī)電控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，進(jìn)一步提高礦山機(jī)電一體化控制水平。此外，PLC系統(tǒng)編程語言特別簡單，同時接口技術(shù)較為成熟，操作難度比較小，在我國工業(yè)自動化生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是礦山資源開發(fā)層面，通過運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)，能夠促進(jìn)我國礦山產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 帶式輸送機(jī)工作原理與控制要求

帶式輸送機(jī)主要由驅(qū)動電機(jī)與傳動滾筒、輸送帶、托輥、張緊裝置與對應(yīng)的PLC程控和綜合保護(hù)系統(tǒng)等組成。成套機(jī)組由4部帶式輸送機(jī)C1-C4組成，運(yùn)輸能力500t/h，帶速2.5m/s，每部輸送機(jī)采用雙電機(jī)驅(qū)動，額定功率2×110kW，分別通過變頻器調(diào)速和軟啟動控制驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行。輸送帶在傳動滾筒、上下托輥和改向滾筒之間張緊，由驅(qū)動電機(jī)和無級變速的減速機(jī)帶動傳動滾筒，使張緊的輸送帶在摩擦力作用下運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)準(zhǔn)備輸送煤炭時，輸送帶由零狀態(tài)啟動，利用PLC程控系統(tǒng)調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，使輸送帶速度與實(shí)際運(yùn)量相匹配，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對煤炭的高效運(yùn)輸。為了在連續(xù)輸煤過程中及時預(yù)警帶式輸送機(jī)故障，利用綜保系統(tǒng)在線監(jiān)測輸送機(jī)狀態(tài)，再配合變頻器、張緊裝置和外圍I/O設(shè)備等控制輸送機(jī)運(yùn)行，避免產(chǎn)生撕帶、斷帶、跑偏、欠速和超溫等故障。此外，還需要開發(fā)上位機(jī)監(jiān)控界面，用于設(shè)置帶式輸送機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，監(jiān)視機(jī)電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、I/O和通信狀態(tài)、故障信息等[2]。

3 PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)輸機(jī)械電氣控制系統(tǒng)

3.1 自我診斷功能

煤礦膠帶運(yùn)輸設(shè)備引入PLC技術(shù)后，能夠準(zhǔn)確解決煤礦膠帶設(shè)備在工作中出現(xiàn)的一些故障，進(jìn)而提高煤礦膠帶運(yùn)輸設(shè)備的工作穩(wěn)定性。PCL技術(shù)可以準(zhǔn)確定位煤礦膠帶運(yùn)輸設(shè)備在工作中出現(xiàn)障問題的位置，正確分析產(chǎn)生故障的原因，為解決故障提供準(zhǔn)確有效的分析，降低了故障產(chǎn)生的不良影響。PLC在發(fā)現(xiàn)煤礦膠帶運(yùn)輸設(shè)備系統(tǒng)中的問題后，會及時向維修工作人員發(fā)出預(yù)警，提醒工作人員及時對機(jī)器進(jìn)行維修，提升了煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的檢修效率。PLC技術(shù)最突出的功能優(yōu)勢就是自我診斷與報(bào)警，PLC技術(shù)在這兩個方面為煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障。

3.2 控制器

礦山機(jī)電控制系統(tǒng)當(dāng)中的控制器主要由四部分組成，分別是主控芯片、電磁閥門、傳感器與電動泵。其中，主控芯片是控制器中的重要組成部分，要求設(shè)計(jì)人員合理選擇主控芯片，重點(diǎn)考慮其主頻與接口資源。如果設(shè)計(jì)人員所選擇的主控芯片不合理，會嚴(yán)重影響機(jī)電設(shè)備控制器設(shè)計(jì)質(zhì)量。通過科學(xué)選擇控制芯片，不僅能夠確?？刂破鞯母黜?xiàng)性能得到有效體現(xiàn)，而且可以減少設(shè)計(jì)時間，顯著降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本。在礦山機(jī)電控制系統(tǒng)當(dāng)中，主控芯片具備通斷和調(diào)速功能，所以，要求系統(tǒng)的控制芯片具備良好的控制性能。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制器時，要綜合考慮其自動換擋能力，為了進(jìn)一步提升系統(tǒng)的自動換擋能力，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)轉(zhuǎn)速信號，并以此為核心標(biāo)志，合理選擇系統(tǒng)控制器。由于系統(tǒng)控制器具備良好的信號處理能力，通過加強(qiáng)控制器設(shè)計(jì)，能夠確保系統(tǒng)信號更加準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。

3.3 智能監(jiān)控系統(tǒng)顯示界面設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)監(jiān)控顯示界面時，首先需要根據(jù)煤礦軌道運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)際情況，掌握軌道路線圖，并將其嵌入到軟件系統(tǒng)中，同時監(jiān)控界面中還會顯示各個位置的信號機(jī)以及轉(zhuǎn)轍機(jī)。通過這樣的方式能夠在監(jiān)控界面中非常直觀的查看機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到模擬現(xiàn)實(shí)情況的目的。煤礦井下PLC采集得到的各種數(shù)據(jù)信息全部傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心，監(jiān)控中心基于采集實(shí)際結(jié)果，對監(jiān)控顯示界面中機(jī)車狀態(tài)、轉(zhuǎn)轍機(jī)狀態(tài)、信號燈狀態(tài)等進(jìn)行控制。調(diào)度員基于監(jiān)控界面，能夠非常直觀的掌握煤礦井下軌道運(yùn)輸系統(tǒng)的整體情況，使之能夠更好的完成機(jī)車調(diào)度工作。操作人員可以通過鼠標(biāo)選擇監(jiān)控界面中的設(shè)備，并調(diào)取該設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，也可直接對該設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制[3]。

4 結(jié)語

PLC技術(shù)應(yīng)用到煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)中結(jié)合了監(jiān)控、通信、傳感技術(shù)等，形成了以多媒體與科技為中心的工作系統(tǒng)。實(shí)時監(jiān)控工作情況，從而進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)調(diào)整與信息收集等工作。煤礦膠帶輸送系統(tǒng)的PLC技術(shù)前景極為遠(yuǎn)大，不論是管理輸送還是處理突發(fā)問題，都可以起到優(yōu)良的效果，這樣不但能夠降低勞動力，增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還可以提升系統(tǒng)安全性和可靠性。