摘要：皮帶運(yùn)輸機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的一種常見(jiàn)設(shè)備，也是保證煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵性設(shè)備。而煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)則是利用PLC控制系統(tǒng)、人機(jī)交互界面、故障檢測(cè)裝置、保護(hù)裝置等實(shí)現(xiàn)的皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的高效管理。文章在論述PLC技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，介紹了西門(mén)子PLC技術(shù)在煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：西門(mén)子；PLC技術(shù)；煤礦；皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)；煤礦運(yùn)輸 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TD634 文章編號(hào)：1009-2374（2015）18-0157-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.079

1 PLC技術(shù)概述

PLC是可編程邏輯控制器，雖然其問(wèn)世時(shí)間還不長(zhǎng)，但因其強(qiáng)大的功能而得到迅猛發(fā)展，已被廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)各行各業(yè)中，逐漸替代傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制器。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)充分利用微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，使得自身功能更加強(qiáng)大，不僅能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)繼電器邏輯控制器的功能，還具有數(shù)據(jù)傳達(dá)、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理等功能，將其運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中，大大推動(dòng)了工業(yè)的發(fā)展。

自微電子技術(shù)被運(yùn)用到PLC技術(shù)中后，PLC具有了計(jì)算機(jī)的一些功能，逐漸發(fā)展成為電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制設(shè)備，其在煤礦的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)上已得到廣泛應(yīng)用，有效保證了皮帶運(yùn)輸機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，保證煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行。PLC技術(shù)具有良好的擴(kuò)展性，能根據(jù)實(shí)際需求自由進(jìn)行系統(tǒng)的擴(kuò)建，同時(shí)維護(hù)非常簡(jiǎn)單，所有的模塊都能實(shí)現(xiàn)帶電的插拔，維護(hù)和更換都非常簡(jiǎn)單。另外，PLC運(yùn)用了微電子技術(shù)，具有在線(xiàn)編輯功能，能隨時(shí)根據(jù)工藝流程的改變對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控。

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

2.1 項(xiàng)目概述

煤礦作業(yè)環(huán)境惡劣，根據(jù)運(yùn)輸?shù)男枨?，采用西門(mén)子S7-300系列的CPU315PLC和電腦作為人機(jī)交互界面，外接皮帶運(yùn)輸機(jī)的保護(hù)傳感器，形成煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)，其硬件配制結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)具有以下五個(gè)功能：第一，運(yùn)用的這款西門(mén)子PLC可編程控制器有32路輸入和32路輸出，可靠性高、擴(kuò)展能力強(qiáng)，且維護(hù)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)，非常適合于本次項(xiàng)目中惡劣的煤礦工作環(huán)境；第二，根據(jù)實(shí)際需求給皮帶運(yùn)輸機(jī)配備專(zhuān)業(yè)的保護(hù)傳感器，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的可靠啟動(dòng)、運(yùn)行以及停車(chē)；第三，該系統(tǒng)能隨時(shí)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的突然情況進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的修改或設(shè)定，操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單；第四，操作員坐在電腦跟前直接可以監(jiān)視和控制整個(gè)運(yùn)煤系統(tǒng)的運(yùn)行情況，非常方便實(shí)用，集中指揮控制整個(gè)運(yùn)煤系統(tǒng)；第五，該皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)還能檢測(cè)到各種故障信號(hào)，并自動(dòng)做出檢測(cè)，便于相關(guān)人員立即發(fā)現(xiàn)故障、排除故障，避免故障的擴(kuò)大化，保證生產(chǎn)的安全。

2.2 軟件程序設(shè)計(jì)

先使用計(jì)算機(jī)編程，編好之后直接輸入到PLC內(nèi)部，如圖2所示。接著在整機(jī)調(diào)試時(shí)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，使其滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需求。在電腦顯示屏上，其采用SIMATIC WinCC軟件進(jìn)行編程，并利用Profibus專(zhuān)用電纜實(shí)現(xiàn)電腦與PLC的無(wú)障礙通信。該電纜為屏蔽的雙絞電纜，有2根數(shù)據(jù)線(xiàn)，一道綠色（A）的和一道紅色（B）的，分別連接DP接口的管腳3（B）和8（A）。

2.3 控制方法

本系統(tǒng)的控制方法分成三種：自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和檢修方式，可根據(jù)實(shí)際情況自由選擇。其中：自動(dòng)控制主要完成正常的啟動(dòng)、正常停車(chē)、緊急停車(chē)這幾項(xiàng)任務(wù)。保護(hù)裝置在運(yùn)行中采集數(shù)據(jù)資料，而PLC則對(duì)各輸入口采集到的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算分析，得出準(zhǔn)確的判斷，然后發(fā)出指令，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。手動(dòng)控制則主要有啟動(dòng)、停止、急停等。檢修方式啟動(dòng)時(shí)，保護(hù)裝置停止運(yùn)行，此時(shí)進(jìn)行煤礦皮帶運(yùn)輸設(shè)備的維修、養(yǎng)護(hù)、調(diào)試管理等，在這個(gè)過(guò)程中可以單獨(dú)啟動(dòng)某個(gè)設(shè)備。

2.4 保護(hù)功能

該系統(tǒng)中安裝了溫度傳感器、煙霧傳感器、縱撕傳感器、速度傳感器等，這些傳感器組成了皮帶運(yùn)輸機(jī)的外部保護(hù)系統(tǒng)。傳感器全部接入到PLC上。在實(shí)際工作中，一旦這些傳感器感應(yīng)到異常信號(hào)，立即就被PLC接收，并進(jìn)行運(yùn)算分析，做出相應(yīng)的指令，如發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，相關(guān)人員立即采取有效措施排查故障、解決

問(wèn)題。

2.5 效益分析

該煤礦自運(yùn)用該煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)后，經(jīng)過(guò)3年的運(yùn)行觀察，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)操作可靠性高，運(yùn)行故障率低，有效保證了皮帶運(yùn)輸機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，皮帶運(yùn)輸機(jī)的故障率大大減少，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。自動(dòng)方式、手動(dòng)方式、檢修方式的合理搭配，有效提高了工作效率，減輕了工作人員的工作負(fù)擔(dān)。同時(shí)，該系統(tǒng)具有較好的人機(jī)交互界面，操作管理人員通過(guò)電腦顯示屏及時(shí)獲取皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸現(xiàn)狀，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，做到故障的早發(fā)現(xiàn)、早處理，促進(jìn)皮帶運(yùn)輸機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。另外，PLC具有非常強(qiáng)大的擴(kuò)展功能和組網(wǎng)功能，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可以根據(jù)實(shí)際需求往系統(tǒng)中添加相應(yīng)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的智能化發(fā)展，而無(wú)需重新更換一套系統(tǒng)，有效節(jié)省了人力、財(cái)力，提高了煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展

隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，皮帶運(yùn)輸機(jī)也逐漸從傳統(tǒng)的繼電器控制轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)用電控系統(tǒng)控制，逐步提高煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。近些年來(lái)微處理器迅猛發(fā)展，其性能大大提升，皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中運(yùn)用微處理器能增加更多功能，有助于皮帶運(yùn)輸機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。例如：運(yùn)用微處理技術(shù)增加語(yǔ)音、操作按鈕、數(shù)據(jù)采集、通信等功能。而PLC是一種最基本的定型產(chǎn)品，其重點(diǎn)在于選型和軟件設(shè)計(jì)。目前，煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的監(jiān)控需求較大，因此，上位機(jī)監(jiān)控功能成為PLC軟件設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容。PLC將數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)作為模塊集成在一起，從而實(shí)現(xiàn)通信眾與MCGS、Wince等組態(tài)軟件的靈活搭配。同時(shí)，PLC還具有非常好的穩(wěn)定性，能自由實(shí)現(xiàn)監(jiān)控程序的連接、使用、修改等，所以已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用較為廣泛的新產(chǎn)品之一。從煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)角度來(lái)說(shuō)，PLC能滿(mǎn)足系統(tǒng)的管理要求，能將物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)運(yùn)用到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化，不管在對(duì)監(jiān)控信息的有效傳輸，還是在緊急情況下系統(tǒng)的自動(dòng)控制、操作、調(diào)度等，第一時(shí)間控制緊急事件的發(fā)展，避免事件的擴(kuò)大化，PLC都具有非常重要的作用，是目前煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中常用的新技術(shù)、新產(chǎn)品。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以某煤礦的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)為例，詳細(xì)介紹了該煤礦基于西門(mén)子PLC的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和運(yùn)用效果等，說(shuō)明西門(mén)子PLC在煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中具有廣闊的運(yùn)用空間，可靠性高、擴(kuò)展性好，在確保煤礦運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)上有效降低皮帶運(yùn)輸機(jī)的故障率，減少維護(hù)管理工作，節(jié)約成本，提高煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張偉（1986-），男，山西懷仁人，山西懷仁中能蘆子溝煤業(yè)有限責(zé)任公司助理工程師，研究方向：機(jī)電自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：陳 倩）