基于PLC技術在煤礦提升系統的應用分析

周春平

摘 要：近年來，由于對能源需求量的不斷增加，我國煤礦行業取得了較快的發展。煤礦行業作業危險性較大，對提升系統具有較高的要求。長期以來煤礦提升系統都是采用的繼電器來進行控制，自PLC應用于煤礦提升系統中以后，其相比于繼電器控制的提升系統有更好的可靠性和精準性，有效的保證了煤礦企業生產的安全。文章對PLC技術及其在提升機系統中應用的優勢進行了分析，并進一步對PLC技術在煤礦提升系統中的應用及注意事項進行了具體的闡述。

關鍵詞：PLC技術；煤礦生產；提升機

前言

在煤礦企業生產過程中，提升系統具有非常重要的意義，而隨著信息技術的發展，煤礦行業的科技含量也在不斷增加，特別是PLC在礦井提升系統中的應用，以其較強的抗干擾性、完善的性能、直觀的編程、高可靠性和精準性有效的提高了提升系統的性能，為煤礦企業的正常生產奠定了良好的基礎。

1 PLC技術綜述

PLC作為可編程控制器，其不僅可以編程，而且具有數字運算能力，可以在工業環境中通過數字或是模擬式輸入或輸出來控制機械或是生產過程。目前PLC的結構形式有整體式和模塊式兩種。目前使用的小型PLC都是整體式，其是將電源、開關接口和CPU集中在一個機箱內，由于其結構較為緊湊，所以其體積較小，而且價格也較低。而模塊式是指PLC各個結構是以模塊的形式獨立存在的，其不僅由各處模塊組成，同時還包括框架或是基板，在這些框架或是基板的插座上安裝模塊，可以根據實際需要進行靈活配置，不僅裝配上較為方便，而且可以進一步擴展，也易于維修，這種結構通常都用于大、中型PLC。

2 基于PLC技術提升機系統的優勢

利用PLC技術進行提升系統的設計，由于其由獨立的模塊化結構組成，這樣可以更明確的將故障類型顯示出來，便于日常的維護和修理。利用PLC來進行系統邏輯控制，不僅具有較好的可變性和適應性，而且能夠進一步進行拓展，在工藝指標上具有較好的先進性。利用PLC技術進行提升機的設計，由于只是對原系統進行改造，不需要較大的投資，具有較好的可靠性。由于PLC自身具有較好的抗干擾性，所以在進行信息輸入或是輸出過程中不會受到來自于外界因素的干擾，而且通過自我診斷，可以有效的提高提升系統的可靠性和精準性。PLC提升系統設計過程中還具有一系列保護措施，不僅可以對減速開投失效進行保護，同時對于過速、反向下墜、卡箕斗、速度繼電器失效、動力接觸故障等提供較好的保護，使提升系統的安全性、可靠性和穩定性得以大幅度提升，而且利用速度給定的準S型曲線，使原有調速系統的跟隨性得到較好的改善。

3 PLC技術在煤礦提升系統中的應用

3.1 系統結構

基于PLC技術而開發出的煤礦提升系統主要有五個部分組成包括：主控PLC電路、高壓主電路、行程檢測和顯示電路、速度檢測和顯示電路、提升信號電路。其運行過程如下：當開車信號出現之后，操作人員會對開車條件進行判斷，在確保具備開車條件的情況下，操作人員會推動制動手柄，使其離開緊閘位置，相應的主電動機也會松閘，操作人員再把主令控制器的手柄推向所需的位置，此時，PLC會得到來自于程序控制系統的信號，從而使主電動機產生反應開始運轉，最終帶動提升系統進行運作。煤礦提升機在運轉的過程中，系統的旋轉編碼器會根據主電動機的轉動情況發出兩列a/b相的脈沖，然后主控PLC則會依據a/b相脈沖的相位關系，對HSCO加以確定，同時顯示出提升機的運行情況。

3.2 主回路設計

PLC用于提升機系統后，其主回路設計具有極為關鍵的意義，由于在整個系統中主回路需要確保電動機能夠具有穩定的電源供應，而且一旦系統出現電流過大或是失壓時，則需要在第一時間內實現對系統的保護，而且主回路還需要對電動機的旋轉速度和方向進行有效的控制，所以在設計過程中要給予充分的重視。通常情況下主回路的組成結構中大致包括高壓開關柜、電壓表、電流表以及高壓換向器常開觸頭等部分，在這些部分共同作用下才能確保主回路的功能性得到良好的發揮。在進行主回路設計時，還需要選擇適宜的電動機。部分煤礦企業在進行電動機選擇時，由于看重要鼠籠式異步電動機易于維護、結構簡單及良好的經濟性的特點從而將其作為電動機的首選。但煤礦作業由于其他行業的作業環境上存在著較大的區別，煤礦作業環境較為惡劣，這就導致在煤礦企業生產過程中鼠籠式異步電動機在性能上不能更好的滿足生產的需求，對于煤礦復雜的環境缺乏適應性。所以最好的選擇是繞線式異步電機，這種電機不僅能夠更好的滿足煤礦生產環境的需求，而且通過對其進行串電阻處理后，更易于進行調速控制，可以有效的起到限制電流的作用，而且易于提高啟動轉矩。

3.3 制動回路設計

前文作者已經論述過，選擇繞線式異步電機來作為主拖動電機有其優越性，而這種電動機主要是依靠有級切換轉子回路電阻的方式來控制調速的，所以，對于繞線式異步電機采用的是可控硅動力制動系統與可調閘制系統來對系統進行制動控制的，前者屬于電氣制動，后者屬于機械制動。煤礦提升機在減速運行的過程中，當速度保持在0-5%之間時，屬于電氣制動的范圍內，此時可控硅動力制動系統能夠發揮作用；當速度在5-10%之間時，便超出了電氣制動的范圍，此時系統會選擇機械制動，即可調閘制系統發揮效力；當速度在10%以上時，系統的過速繼電器將會對安全回路進行調節，可調閘制動系統會把提升機滾筒閘住，以維護提升機系統的安全性。

4 應用過程中的注意事項

PLC技術在煤礦提升系統的應用，有效的提高了提升系統的安全性和穩定性，對于煤礦生產效率的提高具有積極的意義，確保了煤礦生產的安全。但煤礦生產由于具有自身的特殊性，所以需要在PLC技術具體應用過程中要對一些相關事項進行重點關注。

4.1 由于提升機系統在運行過程中不可避免的會遇到電磁干擾，這就需要在進行PLC選擇時要對電磁兼容性進行充分的考慮，這樣才能確保基于PLC技術的提升機能夠安全的運轉。

4.2 提升機系統運行時，一些故障不可避免的會存在，特別是外部信號、系統自身輸入及各個接口等都極易出現故障，這不可避免的會對提升系統的穩定運行帶來較大的影響，所以需要在PLC技術應用過程中給予重點關注。

4.3 在對提升系統維護工作中，可能利用模塊式結構來實現對整個系統的修復，一旦某個模塊存在故障，則可以對其進行整體更換，從而使煤礦企業的生產安全性得以保障，有利于生產效率的提高。

5 結束語

通過PLC技術在煤礦提升系統的應用，不僅有效的增強了提升系統的安全性和功能性，而且精準性也得以進一步提高，而且PLC技術自身較強的后備保護功能，這對于工作效率的提升發揮了積極的作用，使煤礦生產的效率性和安全性都有了大幅度的增強，有利于煤礦企業的社會效益和經濟效益的實現。

參考文獻

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