采煤機(jī)PLC控制系統(tǒng)分析

張智勇

（開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司設(shè)備管理中心，河北 唐山 063000）

1 采煤機(jī)PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理

采煤機(jī)PLC控制系統(tǒng)一般由可編程控制器（PLC）、數(shù)顯觸摸屏、變頻器及數(shù)據(jù)信號通信傳輸共享技術(shù)共同組成，構(gòu)成如圖1所示。它們一起來控制左右兩個截割電機(jī)、左右兩個牽引電機(jī)以及油泵電機(jī)的整體運(yùn)行。從圖1中，兩臺變頻器分別獨(dú)立拖動左右兩個采煤機(jī)牽引電機(jī)工作，由此來確保控制系統(tǒng)控制精度和可靠性。

工作原理要實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)控制系統(tǒng)啟動、停止，確保采煤機(jī)牽引電機(jī)左、右牽引，控制采煤機(jī)左、右滾筒油泵電機(jī)的升、降，同時完成對采煤機(jī)左、右截割電機(jī)的恒功率動作保護(hù)、硬件故障監(jiān)測工作。

截割電機(jī)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(tài)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(jī)部分中，系統(tǒng)設(shè)有手動調(diào)速機(jī)構(gòu)，通過手輪操縱伺副服閥調(diào)節(jié)牽引速度和換向要求零位準(zhǔn)確，并伴有回零機(jī)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。但是還有的是采用牽引鏈緊邊彈性力的作用達(dá)到主鏈輪的反轉(zhuǎn)。

2 采煤機(jī)PLC控制系統(tǒng)功能

采煤機(jī)PLC控制系統(tǒng)在工作中主要是實(shí)現(xiàn)主令操作控制的軟接線網(wǎng)絡(luò)和操作臺之間的信息傳遞等，同時產(chǎn)生全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)命令。另外還要對整個電控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控并根據(jù)狀態(tài)種類作出相應(yīng)的處理，發(fā)出聲光報警，指導(dǎo)下一步的工作，完成對實(shí)現(xiàn)自動加速、減速，自動手動隨時切換和精確停車，并以數(shù)字式動態(tài)顯示采煤機(jī)行程位置。

3 采煤機(jī)PLC控制系統(tǒng)分析

3.1 硬件配置方面。在控制系統(tǒng)電路中，PLC一般是安裝在采煤機(jī)電控箱內(nèi)，電控箱內(nèi)同時裝有端頭操作接口單元、多路電源組件等設(shè)備，然后它根據(jù)采煤機(jī)司機(jī)的命令和采煤機(jī)各電機(jī)當(dāng)前的電流和溫度等運(yùn)行參數(shù)，按照一定的算法規(guī)則來完成對機(jī)器的控制和保護(hù)。原理如圖2所示。

圖1 采煤機(jī)PLC控制系統(tǒng)

圖1 采煤機(jī)PLC控制系統(tǒng)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(zhí)行一次。而子程序決定了采煤機(jī)的行程，負(fù)責(zé)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(shù)器測得在此段時間內(nèi)的編碼脈沖數(shù)來計算電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)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(dāng)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(zhuǎn)速給定在極短時間變化太大，造成電機(jī)轉(zhuǎn)矩過高，電流急速上升。

[1]張文利.基于PLC的注塑機(jī)控制系統(tǒng)改造[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2010（01）.

[2]張東.快速鍛造操作機(jī)PLC控制系統(tǒng)[A].全國冶金自動化信息網(wǎng)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(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[Z].中國科技論文在線，2010（05）：27.