于秀娜

摘 要：煤炭工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要工業(yè)。煤礦提升機(jī)作為煤礦生產(chǎn)的重要設(shè)備，肩負(fù)著煤礦生產(chǎn)的安全使命。但是，我國(guó)還有一些煤礦企業(yè)仍然在采用傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)來(lái)控制三相異步電動(dòng)機(jī)，無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前形勢(shì)下的煤礦生產(chǎn)需求及安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。PLC作為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制的主要手段，有著十分廣泛的應(yīng)用。本文首先介紹了煤礦提升機(jī)系統(tǒng)的組成，PLC的相關(guān)知識(shí)，重點(diǎn)論述了PLC在煤礦提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC；煤礦提升機(jī)；自動(dòng)化

1 引言

作為煤礦的關(guān)鍵設(shè)備，煤礦提升機(jī)擔(dān)負(fù)著煤礦的煤炭、研石、人員、材料和設(shè)備的提升和運(yùn)送任務(wù)。它的運(yùn)行對(duì)肩負(fù)著煤礦的安全生產(chǎn)。PLC作為現(xiàn)代工業(yè)用控制器，已經(jīng)應(yīng)用到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。以PLC為核心的礦井提升機(jī)綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其技術(shù)性能好、事件處理快、可靠性高、維護(hù)調(diào)試方便且控制柜體積小，其交換的信息量大、傳輸距離遠(yuǎn)、外部接線(xiàn)大為減少，且實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一編程組態(tài)、集中控制、監(jiān)視和管理。

2 煤礦提升機(jī)系統(tǒng)介紹

2.1 煤礦提升機(jī)

煤礦提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的重要提升和運(yùn)輸設(shè)備。從井下采煤工作面開(kāi)采的煤炭，只有通過(guò)礦井運(yùn)輸與提升環(huán)節(jié)將其運(yùn)到地面，才能加以利用。煤礦提升機(jī)主要從事以下工作：（1）將井下生產(chǎn)的煤炭運(yùn)往井上（2）將掘進(jìn)隊(duì)開(kāi)采出來(lái)的研石運(yùn)往地面研石廠(chǎng)（3）運(yùn)送下井人員（4）運(yùn)送井下生產(chǎn)所需的材料、設(shè)備。

2.2 煤礦提升機(jī)系統(tǒng)發(fā)展概況

近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，煤礦提升機(jī)的性能也在不斷提高以適應(yīng)新形勢(shì)下的煤炭安全生產(chǎn)要求。90年代后，我國(guó)新建礦井從國(guó)外引進(jìn)了一部分個(gè)數(shù)字控制的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行效果很好，但價(jià)格昂貴。國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)科研單位和生產(chǎn)廠(chǎng)家也開(kāi)始對(duì)提升機(jī)個(gè)數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，但絕大部分所走的技術(shù)路線(xiàn)是購(gòu)買(mǎi)國(guó)外通用個(gè)數(shù)字控制器，然后自己組裝調(diào)試，沒(méi)有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

3 PLC技術(shù)

3.1 PLC簡(jiǎn)介

PLC是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的英文縮寫(xiě)，它是為了取代繼電器邏輯控制回路而設(shè)計(jì)的綜合了自動(dòng)控制、微機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)等發(fā)展起來(lái)的一種通用、新型的自動(dòng)化控制設(shè)備。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、應(yīng)用范圍廣、編程簡(jiǎn)單方便。

其用戶(hù)程序由使用者按其設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行編制，用于被控制裝置的運(yùn)行。編程語(yǔ)言有梯形圖、功能塊、語(yǔ)句表三種。

3.2 PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)的比較

傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，是由輸入設(shè)備（按鈕、開(kāi)關(guān)等）、控制線(xiàn)路（由各類(lèi)繼電器、接觸器、導(dǎo)線(xiàn)連接而成，執(zhí)行某種邏輯功能的線(xiàn)路）和輸出設(shè)備（接觸器線(xiàn)圈、指示燈等）三部分組成。這是一種由物理器件連接而成的控制系統(tǒng)。PLC的梯形圖雖與繼電接觸器控制電路相類(lèi)似，但其控制元器件和工作方式是不一樣的。PLC梯形圖中軟繼電器是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不是真實(shí)的硬件繼電器。

4 PLC控制煤礦提升機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 PLC控制的煤礦提升機(jī)電力拖動(dòng)方案

隨著微電子技術(shù)和電力電子器件的發(fā)展，從上世紀(jì)80年代開(kāi)始尤其是近年來(lái)，交-交變頻器交流拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式在礦井提升機(jī)上開(kāi)始得到廣泛應(yīng)用。這種方案的運(yùn)行效率高、控制性能好、體積小、維護(hù)量小，已逐漸成為現(xiàn)今一些大型礦井提升機(jī)傳動(dòng)方案的首選。

4.2 PLC控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)以PLC為核心，由操作臺(tái)和上位機(jī)通過(guò)PLC程序控制變頻器帶動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及速度調(diào)節(jié)。使對(duì)提升機(jī)的操作更加安全、高效。PLC控制系統(tǒng)裝在主控柜和操作臺(tái)，由主機(jī)、通訊板、高速計(jì)數(shù)模塊、模擬量I/O板、數(shù)字量I/O板等硬件組成。設(shè)有主備兩套PLC，一套PLC進(jìn)行控制，另一套PLC進(jìn)行輔助監(jiān)聽(tīng)。當(dāng)任何一套發(fā)生故障時(shí)，另一套能及時(shí)保護(hù)并發(fā)出命令使提升機(jī)實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。PLC的應(yīng)用軟件能完成提升機(jī)的驗(yàn)繩、手動(dòng)、半自動(dòng)、檢修等開(kāi)車(chē)方式的控制要求，完成提升機(jī)運(yùn)行工藝要求的控制功能及各項(xiàng)安全保護(hù)。

5 結(jié)論

礦井提升機(jī)自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)，是礦井提升機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步。本文針對(duì)傳統(tǒng)提升機(jī)存在的諸多缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套全新的提升機(jī)控制系統(tǒng)。將可編程控制器引入控制系統(tǒng)，新系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、安全保護(hù)和安全制動(dòng)由PLC進(jìn)行控制。隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展和PLC技術(shù)水平的提高，PLC技術(shù)在提升機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。

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