PLC在煤矿胶带输送机上的应用分析

PLC在煤矿胶带输送机上的应用分析

李飞

国家能源集团锦界煤矿管理处 陕西省 榆林市719319

摘要：煤矿胶带运输机是煤矿开采环节必备机械设备，能够将地下开采完毕的煤炭运输至地上，还可以依据开采深度逐步调整胶带输送机长度，但也会因开采数量的增多，使机械设备位置过于分散，提高工作人员管理难度。科学运用PLC技术，是提高设备管理效率、煤炭运输效率的关键。

关键词：PLC；煤矿胶带输送机；应用

以某矿中煤矿胶带运输系统为参照，包含斜井大型胶带2400m、正安装转载胶带1900m。该机械设备运行时，最大运煤效率和运输速度分别为900t/h、3.8m/s，肩负着煤矿地下煤矿开采运输工作。由于运行期间，工作人员难以随时观察设备状态，不利于系统实时保护和控制，公司决定融合PLC技术，在保证煤矿胶带输送机运行效率的同时，保持系统运行稳定、安全。

1PLC技术定义与工作原理

PLC主要是指可编程逻辑控制器，这种技术在工业生产中广泛使用，可以替代设备中的继电器，协助设备准确高效地完成逻辑控制工作。在装置操作时，PLC技术主要可以完成对装置的连续扫描和连续操作，并且可以按照使用者对装置的个别要求，对其进行编辑和自定义；然后按照设定好的指示，在仪器中进行对应的扫描操作。在它的工作流程中，首先，本装置将从一个命令，一个命令的执行，然后一个命令一个命令地执行。装置会自动回到最初的命令，重复这个过程。而且在完成了扫描之后，还可以进行信号的输入，采样和更新。装置的操作一般可划分为三个步骤：（1）取样步骤。有关研究人员需要通过扫描，读取锁存器中的端子通断状态数据后，将数据写入相应的寄存装置中，从而实现信号输入环节。(2)实施水平（revolution）。该装置需要按照使用者对该装置的真实要求来进行扫描，并对扫描后的数据进行自动处理，将对应的数据结果显示在输出状态寄存器中。(3)输出更新连接（registration）。当相关的指令完成后，装置可以将输出状态传送到系统中对应的锁存器中，在完成指令的输出后，驱动相关的设备展开运作。

2PLC系统软、硬件设计

2.1硬件设计

1系统特点。由继电器、微机技术构成的PLC系统，呈现强可靠性、配置灵活和操作简便、适应力强等特点，可面向全部用户及全过程。该硬件是由外部设备、接口和输入/处模板、储存器及CPU等构成。其中，储存器可依据用途划分为用户程序区、系统RAM区及系统程序区；CPU是PLC系统中枢控制中心，用以在调节系统功能的同时，落实各项功能，如逻辑运算。2系统参数设计要求。整合本案例情况、纵向撕裂监控等信息，系统参数设计需要满足以下要求：①具备抗干扰性、稳定性高和安全性高、可靠性等要求，用于井下复杂环境作业和防爆场所。②可自动且随时观察煤矿开采状况，便于集中控制，还可与上位机进行信息传递。③监控要求，包括报警画面、事件管理和运行画面，便于随时调动和监控。④性能要求，若输送机速度低于6m/s，系统可自动停车报警，可及时监测和预防纵向撕裂事故。⑤电源要求，井下电源为AC127V、50Hz，井上电源为AC220V、50Hz。3组成结构。以PLC系统设计要求、技术参数等信息，将纵向撕裂监控组成结构设计如下：PLC控制单元、变送器和光栅隔离、光耦隔离等构成系统核心部分，由安全型电源予以统一供电。

2.2基于PLC控制技术的煤矿胶带输送机中的管理功能

在使用PLC控制系统的过程中，它拥有对工作现场的数据进行实时监控的能力，而且还可以将检测结果与对应的管理系统进行同步，这样，系统监测人员或者管理人员就可以对井下的真实状况进行远程了解。而且还可以与胶带机器的操纵者进行即时交流，便于操纵者的管理。在煤炭胶带运输机的管理界面中，可以综合显示设备的运行速度、电机运行状态等关键数据，当设备在运行中出现故障或异常时，将会将其具体的故障信息和故障部位形象地显示在胶带运输机的操作界面中，并及时给出相关的提示。在发现设备出现问题之后，管理人员或设备操作人员可以立即对设备进行检修，避免因为长时间带病工作而导致更大的问题。比如，在装置运转时，磁带夹有金属物体，就会对磁带产生很大的损坏，当系统侦测到这一问题时；使用相关装置，可启动本装置内的应急停机键，实现对故障的应急处置。

2.3应用功能

对于PLC集中控制系统而言，其自身功能较大，既可保证煤矿输送系统的可靠性、稳定性，还可提高生产安全。优势如下：①巡检人员和沿线人员时刻保持通讯状态，既可便于检修工作的顺利施行，还可确保通讯信息的有效性和及时性，特别是在PLC系统下信息高效传递，可精准获取各项信息。②实时且可视化信息传递，可提高PLC系统故障检测质量，便于工作人员随时调动各项检修信息。原因为：待线路连通后，PLC系统运行状态可直观呈现于计算机屏幕，特别为保护对象、运行参数等数据；随系统逐步运行还可呈现胶带输送机故障类型、时间和位置，有利于检修工作的施行，还可自主记录故障信息，便于查阅。③PLC系统可对内部故障予以智能屏蔽，以正常运行参数对故障参数值予以调整，确保其在短时间内恢复正常运行，保证系统稳定性和安全性。原因为：PLC集中控制期间，若面临扫描器/适配器故障，系统可借助计算机网络详细记录传输信号，探明故障点后发出警告，便于工作人员及时处理。④基于PLC系统下的煤矿胶带输送机，配备“堆煤保护装置”，可避免转载点/落料点等位置引起的堆煤、卡堵等问题，降低机械故障发生率。特别是在联合纵向撕裂保护装置，可阻断机械故障范围扩大，降低煤矿损失。但由于胶带功能参数的不同，致使其自动报警功能存在差别。例如：1级跑偏用于故障报警；2级跑偏用于“故障停车”问题。此外，煤矿胶带输送机处配有拉线开关，急停开关设计范围为100m，一旦面临紧急情况可急停胶带输送机，保证人员安全。随PLC系统的持续进步和应用，可将堆煤传感器安装至胶带输送机落料点，既可保证煤矿输送效率，还可确保设备安全运行，杜绝安全事故；速度传感器可随时记录设备运行速度，避免打滑事件。⑤全方位记录煤矿胶带输送机生产状况，在统计和整理各项信息的前提下，自动生成报表，和计算机设备、打印设备予以衔接构成纸质文件，便于工作人员统计。

2.4基于PLC控制技术的煤矿胶带输送机中的控制程序

煤矿胶带运输机的控制程序在编制过程中运用了STEP7软件。通常来说，在设备运行之前，系统中的程序首先会对整个系统进行初始化处理，并将设备形成的所有数据呈现在屏幕中，其中包括设备的运转速度、重要构件的温度等。系统对数据处理的过程中，会将胶带机外围设备中的给定控制数据以及辅助设备的运行数据进行全面处理。并在此过程中，系统会对控制键的状态进行智能化判定，如果系统判定按键处于按下的状态，系统会自动执行预先制定好的控制程序；如果系统判定控制安全没有处于下降状态，则该设备将继续完成数据接收工作。需要注意的是，相关研发人员在对整个系统进行自动化设计的过程中，应结合现场操作人员的作业习惯以及周围的作业环境进行个性化设计，最大限度保障该设备在运行过程中的操控便捷性。

3结论

总之，在矿山生产过程中，保证矿山生产的顺利进行，必须保证矿山生产的顺利进行。伴随着科技和信息技术的快速发展，目前，有关的研究和开发人员应该主动地在矿井胶带运输机中引进先进的PLC控制技术，从而使矿井胶带运输机的智能化和信息化水平得到全方位的提高，从而推动矿井胶带运输机的高效运转水平。同时，PLC技术在煤炭胶带运输机上的运用，可以实现对该设备的安全运输，从而提高了整个煤炭开采作业的安全。

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