三菱PLC在礦井提升機電控系統中的應用

摘要：傳統的交流提升機電控系統組成復雜，礦井生產中因電氣線路故障導致停產的事故時有發生。為了更好的解決此類問題，可以建立善于三菱PLC的新型礦井提升機電控系統。該系統靈活性強，控制功能多，其可擴充性，可變性，工藝指標較傳統的電控系統都有較大提高。

關鍵詞：礦井提升機 電控系統 三菱PLC

中圖分類號：TD53 文獻標識碼：A 文獻編號：1674-098X(2012)01(e)-0078-01

1 引言

礦井運輸系統是煤礦生產三大系統之一，而提升機作為運輸系統的關鍵環節，是礦井生產必不可少的大型設備，對煤礦的生產和安全起著至關重要的作用。隨著煤礦生產規模逐漸擴大，建設現代化礦井已成為必然的趨勢。雖然我國煤炭系統中的運輸設備基本實現自動化控制，但是在目前，仍有超過70％的礦井提升機采用傳統的交流提升機電控系統。傳統的交流提升機電控系統組成復雜，雖然經過多年的發展，該系統各方面技術比較成熟。但是提升系統的故障仍然不斷發生，究其原因，主要是兇為傳統的交流提升機電控系統采用眾多中間繼電器，設備連接線路接點多，電氣線路過于復雜。

建立基于PLC技術的新型電控系統克服r傳統的交流提升機電控系統的諸多缺陷，也有成功應用于礦井生產實踐中的例子，并取得了很好的生產運行經驗。這種新型的電控系統結構簡單、應用靈活、編程方便，運行穩定可靠，大大提高了提升機運行的安全性，減少了維護工作量，并且縮短了提升時間，提高了生產效率。實踐證明。這種新型的電控系統已成為礦井提升機自動化系統的發展趨勢。

2 PLC工作原理

PLC是Programmable Logic Control-let的縮寫，意為可編程邏輯控制器。“PIC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器。用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算，計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。”

PLC由中央處理單元，存儲器，輸入／輸出單元、電源單元和編程器五部分組成。它的工作原理簡單概括為：內部處理、通訊操作、輸入處理、程序執行、輸出處理。PLC是由模仿繼電器控制原理發展起來的，隨著信息技術的快速發展，PLC的功能也在不斷完善，但是PLC只是一種控制平臺，在沒有下載程序之前不具有任何功能。也就是說，PLC需要二次開發才能實現控制功能，它需要有程序編輯／調試軟件輔助配合。

三菱PLC是中國內地銷量最多的小型PLC，應用最多的是FX2N系統，該系列具有高速處理及可擴展大量滿足單個需要的特殊功能模塊等特點，為工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。

3 基于三菱PLc的提升機電控系統設計

基于三菱PLC的礦井提升機電控系統在組成結構上有了很大的簡化，主要分為五部分，即主控PLC系統(包括PLC控制柜和繼電器等)、高壓主電路系統(包括電動機、啟動機、動力制動電源、高壓轉化器等)、傳動控制系統、提升行程檢測與顯示電路和監控顯示畫面部分構成。為了使工作人員盡快熟悉新系統的操作過程，高壓主電路部分仍采用傳統的繼電器控制電路。

主控PLC系統選用一臺Fx2N-128MR-001的CUP主機加一塊FX2N-16EX擴展模塊，組成疊裝式結構，作為自動化控制系統的控制核心。為了防止出現意外而損壞PLC模塊而影響系統正常運轉，才用中間繼電器作為輸出接口，使系統控制核心與外部電路隔離，從而保護PLC控制模塊。這樣做的另外一個好處就是可以增加輔助觸點，提高系統的安全性和可靠性。提升系統的傳感器以及控制開關作為PLC的輸入信號，經過一系列的處理后將動作信號傳輸到高壓換向器，控制繼電器和加速接觸器等外部對象以實現提升機的相關動作，即輸出信號。系統共有59個信號輸入點和68個信號輸出點。當提升機工作時，PLC控制系統根據監測的電流、提升機運行速度、當前時間、提升機位置等信號與系統預設信號進行比較、運算，做出相應的控制命令，從而實現提升系統的自動運行。

高壓主電路的關鍵設備是主拖動電機，考慮到性價比和維修費用。選用繞線式異步電動機作為主拖動電機，通過串聯電阻實現對啟動電流，啟動轉矩以及轉速的控制。考慮到井下環境比較復雜，信息傳送過程中干擾因素較多，監控顯示系統與主控PLC系統之間采用以太網連接，通訊協議采用TCP／IP協議，通訊方式采用串行通訊。

4 結語

隨著煤炭企業對安全事故越來越重視，建立更加完善的現代化自動化控制體系已經成為必然的趨勢。對于礦井提升系統而言，傳統的交流提升機電控系統電氣線路復雜、不易操作，效率不高的缺陷越來越突出。建立基于PLC技術的新型提升機電控系統勢必在行。實踐表明，該系統不僅在組成結構上有了很大簡化，而且靈活性強、控制功能多，其可擴充性、可變性、工藝指標較傳統的電控系統都有很大提高，可以在全國的礦井范圍內廣泛推廣。