基于PLC的分布式控制系統及現場總線技術在煤礦膠帶運輸系統中的應用

周學亮

摘要：煤礦生產規模不斷擴大，使得膠帶運輸系統分布更加廣泛、變化更加頻繁、信息更加分散，它的安全高效運行意義重大，基于PLC的分布式控制系統及現場總線技術，充分的適應了煤礦膠帶運輸系統的結構特點和運行方式，分散控制、集中管理，使得煤礦膠帶運輸系統運行更加安全可靠。

關鍵詞：煤礦 運輸 PLC 分布式 控制

中圖分類號：TM571 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0071-01

煤礦膠帶運輸系統是煤礦生產的重要環節，它的安全高效運行受到很大的重視，現在煤礦生產規模不斷擴大，使得膠帶運輸系統分布更加廣泛、變化更加頻繁、信息更加分散，因此對膠帶機運輸系統的控制和管理提出了更高的要求。科學技術的日新月異，使得用計算機技術、網絡技術、工業控制器技術構造膠帶輸送控制系統成為可能，并正在各大煤礦膠帶運輸系統中廣泛應用，其中基于PLC的分布式控制系統及現場總線技術表現最為突出。

分布式控制技術的主要思想是把復雜的對象劃分為若干子對象，然后用局部的控制器作為現場級，直接作用到被控對象，上級是操縱各局部控制器的控制中心上位機，它使各子系統協調配合，共同完成系統的總任務。圖1為煤礦膠帶運輸系統分布式控制的兩極結構圖。

分布式控制系統中，各PLC控制分站是通過現場總線網絡接口連接在一起，各PLC控制分站具有獨立工作能力，可自主完成既定的任務，如數據采集、處理、監視、操作和控制等，從而解決了系統的分散問題和空間分布多分支的矛盾。在此系統中，各分站是通過現場總線通訊網絡傳送各種信息，由控制中心上位機協調工作，上位機是由工業控制計算機為核心構成的，以完成控制系統的總體功能和優化處理，這個特點保證了膠帶運輸系統的運行連續性和合理性。總的來說，就是控制各膠帶的分站，通過網絡傳遞各種信息，由集控中心上位機使得各膠帶輸送機的運行得到統一的集中管理，從而使運行更加合理。上位機還可以與煤礦局域網連接，作為企業網的一個節點，向全礦發送或接受各種信息。

由于煤礦生產能力、地址條件、采掘、運輸和提升方式的不同，煤礦膠帶運輸系統的組成存在很大的差異。同時由于工作面的遷移，使得采區、順槽等分支經常變更，只有采用積木式控制系統結構，才能滿足運輸系統在規模、結構上的差異，才能滿足分支系統經常變更的需要。由于各分站可以獨立地完成對單臺膠帶輸送機的控制、顯示和操作，集控中心站又能集中管理、顯示和操作，這種結構能很好地適應運輸上的集中、管理上分塊的管理體系。因此，煤礦膠帶運輸系統采用分布式結構是合理的，它通過功能分散、危險分散，提高了煤礦膠帶運輸系統的可靠性。由于采用了分級分布的控制方式，解決了整個運輸系統控制對象比較分散的矛盾，從而使整個控制系統更加安全、可靠。

現場總線是整個分布式控制系統的核心和關鍵。現場總線技術的不斷發展和完善使得控制的實時性、可靠性、安全性將得到極大的提高。現場總線是連接現場控制器與控制中心上位機之間的全數字式、開放的、雙向多點通信數據網絡總線，它按國際標準化標準提供網絡服務。現在廣泛使用的現場總線有PROFIBUS現場總線、CAN現場總線、MODBUS現場總線、工業以太網等。