采煤機PLC控制系統分析

張智勇

（開灤（集團）有限責任公司設備管理中心，河北 唐山 063000）

1 采煤機PLC控制系統構成、工作原理

采煤機PLC控制系統一般由可編程控制器（PLC）、數顯觸摸屏、變頻器及數據信號通信傳輸共享技術共同組成，構成如圖1所示。它們一起來控制左右兩個截割電機、左右兩個牽引電機以及油泵電機的整體運行。從圖1中，兩臺變頻器分別獨立拖動左右兩個采煤機牽引電機工作，由此來確保控制系統控制精度和可靠性。

工作原理要實現采煤機控制系統啟動、停止，確保采煤機牽引電機左、右牽引，控制采煤機左、右滾筒油泵電機的升、降，同時完成對采煤機左、右截割電機的恒功率動作保護、硬件故障監測工作。

截割電機部分由固定減速器和搖臂組成。工作時端盤上截齒在煤層中割出一定寬度的截縫可增加落煤自由面刷齊煤壁清潔工作面根底。端盤在封閉狀態下工作因此端盤截齒的排列方式對工作狀況有較大影響。通常端盤上的截齒分為24組每組26個截齒在圓周上等分排列。

牽引電機部分中，系統設有手動調速機構，通過手輪操縱伺副服閥調節牽引速度和換向要求零位準確，并伴有回零機構進行保護。但是還有的是采用牽引鏈緊邊彈性力的作用達到主鏈輪的反轉。

2 采煤機PLC控制系統功能

采煤機PLC控制系統在工作中主要是實現主令操作控制的軟接線網絡和操作臺之間的信息傳遞等，同時產生全數字調速系統命令。另外還要對整個電控系統進行監控并根據狀態種類作出相應的處理，發出聲光報警，指導下一步的工作，完成對實現自動加速、減速，自動手動隨時切換和精確停車，并以數字式動態顯示采煤機行程位置。

3 采煤機PLC控制系統分析

3.1 硬件配置方面。在控制系統電路中，PLC一般是安裝在采煤機電控箱內，電控箱內同時裝有端頭操作接口單元、多路電源組件等設備，然后它根據采煤機司機的命令和采煤機各電機當前的電流和溫度等運行參數，按照一定的算法規則來完成對機器的控制和保護。原理如圖2所示。

圖1 采煤機PLC控制系統

圖1 采煤機PLC控制系統硬件配置

3.2 軟件配置方面。在軟件配置上，它有主程序，子程序，中斷程序等組成。工作中主程序中的指令按順序在CPU 每個掃描周期執行一次。而子程序決定了采煤機的行程，負責自動時速度給定，手動時速度給定，和TD 400[6]顯示。中斷程序是通過高速計數器測得在此段時間內的編碼脈沖數來計算電機的實際轉速。定時中斷11 模擬量的采樣時間也是100ms，它是用來計算手動給定的加速度，當加速度大于最大給定加速度時，中斷程序返回一個最大的給定加速度值，防止轉速給定在極短時間變化太大，造成電機轉矩過高，電流急速上升。

[1]張文利.基于PLC的注塑機控制系統改造[J].機電產品開發與創新，2010（01）.

[2]張東.快速鍛造操作機PLC控制系統[A].全國冶金自動化信息網2010年年會論文集[C].2010.

[3]張嘉敏，丁娟，張能，等. PLC在礦井采煤機控制系統中的應用[Z].中國科技論文在線，2010（05）：27.