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      基于PLC控制的變頻器在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用探討

      2021-10-12 08:44:40馬方旭
      錦繡·下旬刊 2021年10期
      關(guān)鍵詞:技術(shù)優(yōu)勢(shì)

      馬方旭

      摘要:皮帶運(yùn)輸機(jī)是煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)必不可少的運(yùn)輸載體,也是實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)工作正常開展的重要設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能也得到了進(jìn)一步地完善升級(jí)。通過引入PLC控制系統(tǒng),該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互作業(yè),而且還安裝了保護(hù)裝置和故障檢測(cè)裝置等多元化的功能模塊,以增強(qiáng)煤炭生產(chǎn)流程的整體管控效果。該篇文章通過引入西門子PLC S7-300系列設(shè)備作為經(jīng)典案例,以此來介紹PLC技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的功能優(yōu)勢(shì),同時(shí)著重闡述該系統(tǒng)的使用技術(shù)要領(lǐng),從而深入開展研究分析。

      關(guān)鍵詞:西門子PLC;皮帶運(yùn)輸系統(tǒng);技術(shù)優(yōu)勢(shì)

      引言:

      德國(guó)西門子作為全球知名企業(yè),其產(chǎn)品PLC可編程控制器已經(jīng)普遍應(yīng)用于我國(guó)多個(gè)行業(yè)。該系統(tǒng)具有體積輕盈、工作效率高以及安全系數(shù)高的特點(diǎn),而且內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系,極大地提升標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程,同時(shí)還具備超強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程通信能力。多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)作用下,該系統(tǒng)可以幫助企業(yè)提升生產(chǎn)效率,節(jié)約成本。當(dāng)前PLC系統(tǒng)已經(jīng)被用于煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中,通過PLC的微電子、數(shù)字化等特點(diǎn)幫助煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升,從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)運(yùn)營(yíng)收益的增加。

      1、PLC 系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

      1.1編程簡(jiǎn)單而且操作容易

      PLC系統(tǒng)技術(shù)具有梯形圖語言,經(jīng)過短期培訓(xùn)即可幫助工作人員迅速熟悉系統(tǒng)并上手開展操作,從而可以幫助企業(yè)縮減培訓(xùn)成本,幫助企業(yè)節(jié)約開支。除此之外,該系統(tǒng)注重編程的系統(tǒng)化和模塊化,能夠兼容多種軟件,從而便利了使用方進(jìn)行多種軟件匹配組合,從端子接入可以獲取到更多的輸入和輸出信號(hào)。

      1.2可靠性和抗干擾性能強(qiáng)

      PLC系統(tǒng)具有極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力,因?yàn)槊禾可a(chǎn)環(huán)境呈現(xiàn)高壓和高濕度的特征,且生產(chǎn)過程中制造了許多粉塵,但該系統(tǒng)未受到惡劣環(huán)境影響,保障了皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。而且,鑒于該系統(tǒng)在皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中具有關(guān)鍵性作用,可以幫助皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)解決掉因持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)造成的設(shè)備故障問題,極大地節(jié)約了修復(fù)時(shí)間,從而保障煤炭生產(chǎn)可以不間斷地持續(xù)工作,提升煤炭生產(chǎn)的工作效率。

      1.3系統(tǒng)配置靈活

      PLC組態(tài)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的靈活性和較好的處理能力,因而在系統(tǒng)控制要求發(fā)生變化時(shí),系統(tǒng)第一時(shí)間接收到變動(dòng)指令,便能夠通過改變程序從而快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置,并按照指示組合成多種適用于生產(chǎn)的配置規(guī)模,為企業(yè)節(jié)省了大量的技術(shù)操作時(shí)間,同時(shí)也減輕了技術(shù)工作人員的工作壓力,提升了整體的生產(chǎn)工作效率。

      1.4擴(kuò)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)展性強(qiáng)

      PLC系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的擴(kuò)網(wǎng)組網(wǎng)功能,因此可以實(shí)現(xiàn)新設(shè)備的任意增加,從而增強(qiáng)對(duì)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的控制能力。相較于以往的皮帶運(yùn)輸控制系統(tǒng),該系統(tǒng)極大地減少了在企業(yè)人財(cái)物方面的成本開支。另外,因?yàn)樵撓到y(tǒng)可以兼容各種軟件,適應(yīng)性強(qiáng),因此在進(jìn)行系統(tǒng)組裝、設(shè)計(jì)和后期維護(hù)保養(yǎng)方面也比較簡(jiǎn)單,容易操作。這一功能特點(diǎn),體現(xiàn)了PLC系統(tǒng)的靈活性特點(diǎn),有利于煤炭生產(chǎn)企業(yè)結(jié)合實(shí)際情況實(shí)時(shí)開展系統(tǒng)調(diào)整,制定更高效的系統(tǒng),以推動(dòng)煤炭生產(chǎn)的進(jìn)度。

      2、西門子 PLC 在煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

      2.1 項(xiàng)目概況

      此文選擇西門子的S7-300系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)作為案例進(jìn)行分析介紹。該系統(tǒng)的軟件方面采用人機(jī)交互界面和保護(hù)傳感系統(tǒng),在硬件配置方面,設(shè)置了完善的結(jié)構(gòu)框架,涵蓋了皮帶運(yùn)輸過程中的各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié),較于傳統(tǒng)的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng),在軟件及硬件方面均具有優(yōu)勢(shì)。

      2.2 西門子PLC煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)

      該系統(tǒng)共計(jì)包括五部分功能,以下進(jìn)行詳細(xì)說明。首先,該系統(tǒng)內(nèi)的可編程控制器具有多路輸入和輸出功能,因此在實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)輸系統(tǒng)安全可靠性能提升方面具有較大的幫助作用,而且有利于系統(tǒng)擴(kuò)展能力增強(qiáng)。除此之外,該系統(tǒng)的抗干擾性能可以幫助運(yùn)輸系統(tǒng)適應(yīng)條件惡劣的煤礦生產(chǎn)環(huán)境。其次,該系統(tǒng)可以依據(jù)實(shí)際情況配置保護(hù)傳感裝備,以其專業(yè)化、智能化的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自啟動(dòng)、運(yùn)行以及停車各個(gè)環(huán)節(jié)的流程升級(jí)完善。再有,該系統(tǒng)還可以根據(jù)突發(fā)情況及時(shí)有效地調(diào)整設(shè)置操控參數(shù),從而避免運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)問題的再次發(fā)生。第四,該系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程操控功能,因此技術(shù)人員可以實(shí)行遠(yuǎn)程操控,監(jiān)控運(yùn)輸情況,并可以使用該系統(tǒng)采集、分析并存儲(chǔ)實(shí)際運(yùn)行過程中的運(yùn)輸數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)調(diào)整完善生產(chǎn)節(jié)奏,從整體上把控運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。第五,該系統(tǒng)還具有自動(dòng)檢測(cè)功能,可以檢測(cè)出潛在的故障信號(hào),幫助技術(shù)人員及時(shí)排查故障并予以解決,從而防止故障問題擴(kuò)大化,保障了煤炭生產(chǎn)的安全作業(yè)。

      2.3 系統(tǒng)構(gòu)成介紹

      我礦主運(yùn)皮帶和輔運(yùn)皮帶較多,主井裝載現(xiàn)有兩條主運(yùn)皮帶進(jìn)行主系統(tǒng)運(yùn)煤,但兩條皮帶是各自獨(dú)立的皮帶,均由PLC-300進(jìn)行控制,實(shí)行自動(dòng)化運(yùn)行,兩條皮帶各自配有煙霧、溫度、縱撕、拉線、跑偏、打滑等保護(hù),將保護(hù)編入PLC-300程序段,對(duì)皮帶進(jìn)行保護(hù),減少設(shè)備故障,防止事故擴(kuò)大化,及保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的人身安全,故而能大大地提高生產(chǎn)效率。這種操作模式,規(guī)避了傳統(tǒng)人工作業(yè)中存在的誤操作情況,從而保障了皮帶系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性,也節(jié)省了企業(yè)開支。關(guān)于該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置方面,下一部分內(nèi)容將會(huì)著重闡述該系統(tǒng)的軟硬件配置情況。

      3硬件構(gòu)成

      系統(tǒng)硬件配置需要結(jié)合實(shí)際需求開展,首先明確皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的需求明細(xì),通常情況下涵蓋啟動(dòng)、停止及故障等內(nèi)容。涉及到的系統(tǒng)輸出輸入需要經(jīng)過皮帶電機(jī)主回路和PLC系統(tǒng)一起顯示。PLC為實(shí)現(xiàn)兼容效果,特別設(shè)計(jì)了多個(gè)輸出端口。

      4軟件構(gòu)成

      西門子的這套PLC系統(tǒng)具有啟動(dòng)快和穩(wěn)定性能強(qiáng)的特性,可以結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整系統(tǒng)啟動(dòng)、停止及延長(zhǎng)時(shí)間。

      4.1系統(tǒng)具體操作流程介紹

      我礦主井裝載設(shè)有兩條皮帶,分為一號(hào)二號(hào)兩條皮帶皮帶上方有三個(gè)煤倉(cāng),每個(gè)煤倉(cāng)有四臺(tái)給煤機(jī)共12臺(tái)給煤機(jī),每條皮帶均分6臺(tái)給煤機(jī)進(jìn)行給煤運(yùn)輸。就其中一條皮帶運(yùn)輸來說,當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工作人員按下制動(dòng)模式。PLC-300檢測(cè)皮帶機(jī)運(yùn)行條件,當(dāng)各保護(hù)未動(dòng)作且達(dá)到開機(jī)條件時(shí),PLC-300通過輸出模塊輸出指令到控制開皮帶機(jī)的繼電器,此時(shí)繼電器得電吸合,控制真空磁力啟動(dòng)器的控制電源就得電。皮帶開始運(yùn)行給煤機(jī)運(yùn)行。根據(jù)定量倉(cāng)噸位的設(shè)定,定量倉(cāng)達(dá)到設(shè)定噸位后給煤機(jī)停。皮帶設(shè)有延時(shí),延時(shí)到后皮帶停。此處設(shè)有皮帶機(jī)延時(shí),是為防止皮帶機(jī)給煤機(jī)同時(shí)停帶面壓煤。定量倉(cāng)稱重后的煤裝到提升箕斗,提升到地面完成系統(tǒng)運(yùn)煤提煤任務(wù)。西門子PLC-300用在皮帶自動(dòng)化運(yùn)輸中具有嚴(yán)密的邏輯性、可靠性和防干擾性,大大地提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)任務(wù)減少了事故的發(fā)生率,同時(shí)也保證了設(shè)備的安全和現(xiàn)場(chǎng)工作人員的安全,成功地取代了老式的人工啟動(dòng)皮帶機(jī)的操作。

      4.2 ?系統(tǒng)特色控制方法

      在以上介紹的常規(guī)流程基礎(chǔ)上,該系統(tǒng)還具備自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和檢修方式共計(jì)3種特色控制方法。這三種控制方法可依據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況選擇匹配。拿自動(dòng)控制做為例子進(jìn)行說明,該方法主要控制系統(tǒng)運(yùn)行中的正常停車以及緊急停車動(dòng)作。在執(zhí)行兩項(xiàng)任務(wù)過程中,系統(tǒng)保護(hù)裝置實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)資料的采集工作,同時(shí)深入開展對(duì)輸入口采集信息的運(yùn)算分析工作,通過精準(zhǔn)的運(yùn)算分析,得出下一步的操作結(jié)論,并發(fā)出相關(guān)指令進(jìn)行自動(dòng)控制操作。而手動(dòng)控制主要控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止以及急停動(dòng)作。第三種控制方式即檢修方式,一旦該模式啟動(dòng),其他兩種控制方式以及保護(hù)裝置都會(huì)停止作業(yè),這種情況下系統(tǒng)整體處于維修保養(yǎng)的狀態(tài),直到進(jìn)行故障維修并完成調(diào)試管理之后,設(shè)備才能再次投入運(yùn)行使用。

      5 結(jié)語

      西門子PLC系統(tǒng)投入皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中后,極大地促進(jìn)了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用功能的完善升級(jí),提升了煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率。該系統(tǒng)不僅擴(kuò)展了運(yùn)輸系統(tǒng)的功能模塊,還增強(qiáng)了煤礦運(yùn)輸?shù)陌踩阅芎涂煽啃阅?,促進(jìn)了煤炭企業(yè)的精益化管理。PLC系統(tǒng)的引入有效縮減了企業(yè)成本開支,促使企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏局面。

      參考文獻(xiàn)

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