摘要：“PLC”可編程序控制器因其功能強(qiáng)大、可靠性高、對(duì)煤礦環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛靈活、編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在煤礦上得到了廣泛應(yīng)用。隨著膠帶輸送機(jī)的廣泛應(yīng)用，大大提高了煤礦輸煤運(yùn)煤系統(tǒng)的效率，采用PLC作為煤礦膠帶輸送集中控制的核心，提高了系統(tǒng)的可靠性和工作效率，減少了操作和維護(hù)人員，并為生產(chǎn)和調(diào)度管理提供了極大的方便，該系統(tǒng)設(shè)置了現(xiàn)場(chǎng)控制站和一個(gè)控制主站，本文對(duì)PLC集中控制系統(tǒng)在煤礦膠帶輸送機(jī)上的應(yīng)用作出詳細(xì)介紹。
　　關(guān)鍵詞：PLC集中控制系統(tǒng)；煤礦膠帶輸送機(jī)；應(yīng)用
　　
　　前言
　　煤礦膠帶機(jī)集控系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠與否直接影響礦井的經(jīng)濟(jì)效益。為提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，實(shí)施集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合保護(hù)和集中監(jiān)控，是十分必要的。
　　上海埃意實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的智能皮帶機(jī)集中控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是應(yīng)用于礦山皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化的高科技產(chǎn)品，本系統(tǒng)是以《煤礦安全規(guī)程》為依據(jù)，總結(jié)礦山運(yùn)輸過(guò)程中所出現(xiàn)的事故，本著安全性高、實(shí)用性強(qiáng)、具有先進(jìn)性的特點(diǎn)而研制開(kāi)發(fā)的新一代綜合控制系統(tǒng)。
　　1、PLC集中控制系統(tǒng)介紹
　　塘內(nèi)煤礦的皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)由KXJW6-1140S型隔爆兼本質(zhì)安全型帶式輸送機(jī)控制箱(以下簡(jiǎn)稱(chēng)控制箱)和TH6-24S型本質(zhì)安全型操作臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)操作臺(tái))組成礦用帶式輸送機(jī)的電氣控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng))。控制系統(tǒng)主要位于控制箱內(nèi)PLC和繼電器等組成�？刂葡浞种髑缓徒泳�(xiàn)腔二個(gè)獨(dú)立的腔體，主腔是隔爆結(jié)構(gòu)，接線(xiàn)腔是隔爆兼本安結(jié)構(gòu)。主腔是快開(kāi)門(mén)結(jié)構(gòu)，與電源開(kāi)關(guān)有機(jī)械閉鎖，所有控制器件安裝于內(nèi)。接線(xiàn)腔是螺栓固定結(jié)構(gòu)，塑料擋板將接線(xiàn)端子分為隔爆和本安兩個(gè)部分。接線(xiàn)腔四周有3個(gè)允許電纜外徑為φ20～30mm的電纜引入裝置，可接1140V電纜，其余的是允許電纜外徑為φ8～15mm的電纜引入裝置。系統(tǒng)能夠配合各種礦用帶式輸送機(jī)專(zhuān)用機(jī)電設(shè)備，如礦用隔爆型磁力起動(dòng)器、礦用調(diào)速型液力偶合器、礦用電機(jī)軟啟動(dòng)器、變頻器等等，實(shí)現(xiàn)礦用帶式輸送機(jī)各種控制要求，如電機(jī)的分時(shí)起動(dòng)、膠帶的慢速起動(dòng)，多機(jī)驅(qū)動(dòng)和中間驅(qū)動(dòng)等功能。系統(tǒng)配套各種礦用帶式輸送機(jī)專(zhuān)用保護(hù)裝置，如煙霧、堆煤、測(cè)速、拉線(xiàn)、跑偏、（強(qiáng)力皮帶縱撕）等等，加之自帶的電機(jī)電流顯示、帶速顯示，拉線(xiàn)/跑偏對(duì)位指示、故障指示和設(shè)備運(yùn)行指示，能夠滿(mǎn)足礦用帶式輸送機(jī)各種監(jiān)控要求和保護(hù)要求。系統(tǒng)可以極為方便、形式多樣地構(gòu)成多機(jī)集控網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和通訊，甚至能與其他的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行各種協(xié)議的通訊。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、性能可靠，為免維護(hù)型，是礦用帶式輸送機(jī)理想的電氣控制系統(tǒng)。
　　2、PLC系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
　　軟件采用梯形圖編程，據(jù)模塊化原則劃分為相對(duì)獨(dú)立的功能塊。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)以后，首先檢測(cè)工作狀態(tài)選擇按鈕，若處于工作方式，則進(jìn)行正常的運(yùn)行；若處于檢修或事故狀態(tài)，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的功能塊。任何情況，急停按鈕均可停止全部設(shè)備，以備突發(fā)事故時(shí)使用。將遠(yuǎn)方操作按鈕作為遠(yuǎn)方操作站的一次信號(hào)，規(guī)定了在設(shè)定方式下，不同工作線(xiàn)路設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和在線(xiàn)設(shè)備的聯(lián)鎖起/停條件。如正常工作時(shí)，要求系統(tǒng)中各電動(dòng)機(jī)按逆工藝流程方向依次延時(shí)起動(dòng)。為防止其中一臺(tái)設(shè)備故障停運(yùn)造成物料堵塞，各個(gè)電機(jī)需有前后運(yùn)行聯(lián)鎖。正常停車(chē)為盡快出清物料，減少設(shè)備空轉(zhuǎn)時(shí)間，要求各電動(dòng)機(jī)按順工藝流程方向依次停止。在檢修狀態(tài)，可單獨(dú)運(yùn)行本地設(shè)備，直到處于工作方式或檢修結(jié)束，才由主控臺(tái)起作用。
　　3、PLC系統(tǒng)的主要功能
　　系統(tǒng)的主要功能有：①通過(guò)該系統(tǒng)，膠帶巡檢人員可隨時(shí)與沿線(xiàn)人員通話(huà)，便于檢修、聯(lián)絡(luò)。系統(tǒng)帶有速度、過(guò)流的模擬量檢測(cè)；②在計(jì)算機(jī)屏幕上動(dòng)態(tài)顯示全系統(tǒng)工況、主要保護(hù)、參數(shù)及每臺(tái)設(shè)備開(kāi)停、速度、運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)等，實(shí)時(shí)顯示膠帶輸送機(jī)和各種保護(hù)傳感器的工作狀態(tài)，還可顯示膠帶輸送機(jī)的故障類(lèi)型、故障發(fā)生時(shí)間及故障位置等，同時(shí)系統(tǒng)對(duì)操作記錄、啟停記錄、電流檢測(cè)記錄、傳感器狀態(tài)記錄、設(shè)備開(kāi)機(jī)率統(tǒng)計(jì)記錄、運(yùn)行狀態(tài)記錄等都可保留1年，工作人員可隨時(shí)翻看記錄和相關(guān)歷史數(shù)據(jù)；③系統(tǒng)可對(duì)PLC出現(xiàn)的故障進(jìn)行屏蔽，及時(shí)調(diào)整設(shè)備參數(shù)，以保證故障后設(shè)備在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)的PLC掃描器和適配器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的通訊情況判斷故障，并發(fā)出報(bào)警；PLC的I/O模塊發(fā)生故障時(shí)，CPU會(huì)通過(guò)I/O模塊的狀態(tài)位偵測(cè)到故障及故障內(nèi)容，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警；當(dāng)模擬量的傳感器或信號(hào)線(xiàn)發(fā)生斷線(xiàn)故障時(shí)，PLC通過(guò)測(cè)量值判斷故障并發(fā)出報(bào)警；④保護(hù)膠帶輸送機(jī)，在膠帶機(jī)上的給煤點(diǎn)均設(shè)置堆煤保護(hù)和縱向撕裂保護(hù)，以防止膠帶機(jī)事故的擴(kuò)大化；每隔約100m設(shè)置一對(duì)跑偏開(kāi)關(guān)，一級(jí)跑偏用于故障報(bào)警，二級(jí)跑偏用于故障停車(chē)；膠帶輸送機(jī)，均設(shè)拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)，用于緊急情況下的停車(chē)，急停拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)的安裝間距均按100m進(jìn)行配置，并可擴(kuò)展下膠帶的跑偏保護(hù)，以保證設(shè)備和人身安全；在膠帶機(jī)頭設(shè)置堆煤傳感器，防止堆煤事故發(fā)生；在膠帶機(jī)設(shè)置膠帶速度傳感器，以檢測(cè)超速及打滑事故發(fā)生；在膠帶巷道設(shè)置煙霧傳感器，以檢測(cè)膠帶巷道的煙霧濃度防止火災(zāi)事故發(fā)生；在膠帶機(jī)的主滾筒設(shè)置溫度傳感器，隨時(shí)檢測(cè)滾筒的溫度，并配備自動(dòng)撒水裝置，在滾筒超溫時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撒水并對(duì)主滾筒進(jìn)行降溫；⑤自動(dòng)生成用戶(hù)所需要的各種年、月、日統(tǒng)計(jì)報(bào)表，并能按報(bào)表管理要求打印各種報(bào)表和各種記錄、趨勢(shì)曲線(xiàn)。
　　4、PLC集中控制系統(tǒng)的工作原理及控制方式
　　4.1系統(tǒng)的工作原理
　　采用PLC作為控制中心，采用串行通信方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拉繩、跑偏、溫度、煙霧、開(kāi)停、速度、堆煤、灑水、電流、電壓、物料等傳感器的檢測(cè)的信號(hào)及執(zhí)行設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)。操作人員在地面監(jiān)控室通過(guò)計(jì)算機(jī)控制井下各膠帶輸送機(jī)及給煤機(jī)的順序啟、�？刂疲瑢�(shí)現(xiàn)集中自動(dòng)控制。
　　4.2控制方式介紹
　　1）地面集控。地面集控分為地面遠(yuǎn)控集中控制和地面自動(dòng)集中控制，在每部膠帶輸送機(jī)機(jī)頭安設(shè)了膠帶輸送機(jī)集控操作臺(tái)，當(dāng)該操作臺(tái)的遠(yuǎn)程/就地顯示遠(yuǎn)程時(shí)表明此時(shí)操作人員在操作室可直接通過(guò)鍵盤(pán)或鼠標(biāo)點(diǎn)擊就可以完成對(duì)該膠帶輸送機(jī)的地面遠(yuǎn)程啟動(dòng)操作，當(dāng)?shù)孛婕�控人員點(diǎn)擊該膠帶輸送機(jī)啟動(dòng)字樣時(shí)該膠帶輸送機(jī)就會(huì)啟動(dòng)。如此可以同樣的操作完成對(duì)任何一部膠帶輸送機(jī)的遠(yuǎn)程啟動(dòng)。在地面遠(yuǎn)程單機(jī)操作的基礎(chǔ)上可使膠帶輸送機(jī)與膠帶輸送機(jī)之間聯(lián)合閉鎖，讓膠帶輸送機(jī)按照逆煤流開(kāi)、順煤流停的原則開(kāi)停。操作人員在操作室可根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)設(shè)備的單啟、單停，聯(lián)啟、聯(lián)停等操作。
　　2）人工就地控制。人工就地控制：井下操作司機(jī)、檢修人員可分別在各條膠帶輸送機(jī)機(jī)頭及其它設(shè)備機(jī)頭控制該設(shè)備的啟停。當(dāng)該膠帶輸送機(jī)集控分站的遠(yuǎn)程/就地按鈕顯示就地時(shí)，此時(shí)地面集控室操作人員不能完成對(duì)該膠帶輸送機(jī)的遠(yuǎn)程操作；若要對(duì)其操作只能由司機(jī)親自去膠帶輸送機(jī)現(xiàn)場(chǎng)去按啟動(dòng)按鈕方可啟動(dòng)該膠帶輸送機(jī)。該按鈕在點(diǎn)動(dòng)膠帶輸送機(jī)或檢修膠帶輸送機(jī)時(shí)適用。
　　5總結(jié)
　　PLC集中控制系統(tǒng)通過(guò)集中控制和工業(yè)電視相結(jié)合，對(duì)井下主煤流強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)及煤倉(cāng)漏斗等相關(guān)設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了主煤流系統(tǒng)的集中控制，充分體現(xiàn)了自動(dòng)化產(chǎn)品的高品質(zhì)和優(yōu)良的可靠性，實(shí)現(xiàn)了膠帶輸送機(jī)的安全高效運(yùn)行，保證了煤礦的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的不斷提高。
　　通過(guò)改善生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備的安全性能及應(yīng)用堆煤保護(hù)器，跑偏傳感器，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，塘內(nèi)煤礦的皮帶機(jī)維護(hù)工的工作由定崗制改為巡檢制，減少皮帶機(jī)司機(jī)27名，以人均收入2萬(wàn)元計(jì)算，則每年節(jié)約開(kāi)支54萬(wàn)元。