小紀汗煤礦帶式輸送機控制系統

葛凱

摘??要：小紀汗煤礦以ControlLogix?5000系列的PLC作為礦用帶式輸送機主控制系統的控制核心，其具有性能可靠、操作簡單和維護方便的特點，是煤礦井下帶式輸送機理想的配套設備。

關鍵詞：PLC可編程控制器;帶式輸送機;主控制系統;電動機

中圖分類號：TD63+4?????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.115

小紀汗煤礦采用斜井開拓，盤區條帶式開采，設計生產能力為10?Mt/年。工業場地內集中布置了主斜井和副斜井。其中，主斜井的傾角為14°，斜長為1?400?m，井筒內裝備了1臺帶寬為1?800?mm的帶式輸送機承擔井下煤炭提升任務。

1??帶式輸送機的主要技術參數

采用頭部卸料、尾部受料，頭部四驅動的固定式帶式輸送機，其運輸能力為4?200?t/h，帶速為5.0?m/s，輸送機長度為1?425?m，輸送機坡度為14°，配備了4臺2?000?kW的電動機，驅動系統為變頻拖動的6?kV防爆電機驅動。

2??主控制系統

2.1??主控制系統的要求

控制系統的變頻啟動/制動加速度功能可調、多電機功率平衡、輸出力矩可控。在啟動前，系統可沿線發出預告信號（受料點和卸料點為聲、光信號，其他為光信號），且具有上、下游設備的聯鎖功能。

膠帶機控制柜應具有集中控制、控制室集中控制、就地單機控制、閉鎖等工作方式。其中，集中控制方式是指由中央計算機系統（DCS）進行的遠程控制;控制室集中控制方式是指在控制柜或控制臺上控制膠帶機啟停;就地單機控制方式是指由操作人員控制單機運行。

2.2??主控系統的構成

控制系統由控制柜、遠程分站、工控機、通訊光纜和保護傳感器等組成。主斜井控制室的控制柜內主要有PLC模塊、溫度儀表和供配電斷路器等原件，該部分的硬件維護應參照電氣原理圖進行。

PLC模塊選用ROCKWELL公司的產品，主要由機架、電源模塊、CPU處理器、DI模塊、DO模塊和通訊模塊組成。控制系統主要控制以下設備：負責主斜井4臺高壓開關柜的分閘、合閘;負責主斜井4臺高壓變頻器的啟停、速度給定和主從切換;負責主斜井低壓開關柜的電機輔助設備，比如油泵電機、冷卻風機等的啟停;負責主斜井盤式制動器的啟停。

3??控制系統網絡拓撲和I/O統計

經綜合分析整個設計中的設備后得出以下3點：①數字量I/O的點數統計。包括集控、就地閉鎖、檢修啟動、停止急停、預警和復位。②模擬量I/O的點數統計。1～4#減速機油的溫度和軸承溫度，類型為4～20?mA。③I/O模塊選型。16點輸入、輸出模塊和16通道模擬輸入模塊。

網絡拓撲圖如圖1所示。

4??系統的工作方式

4.1??手動操作

手動操作分為以下4步：①開機前按照主斜井監控畫面查看是否具備操作條件，并選擇需要使用的電機。點擊“啟動”后，將進行投入、退出切換;被選擇的電機顏色為綠色，1號

電機和2號電機為選擇使用的電機。目前，程序中至少要選擇2臺電機后才能開機。主電機負責控制速度，從電機轉矩模式控制電機工作。值得注意的是，選擇主電機時，只能選擇1臺電機作為主電機。②啟動高壓開關柜。正常運行時，高壓開關柜無需頻繁分、合。如果需要進行分、合操作，則高開合閘后，會顯示高開的電壓值、電流值。③檢查是否有備妥條件。高開合閘后，按下“復位”按鈕，復位故障信息。正常情況下，變頻器應顯示為備妥。如果故障信息欄無紅色報警信息，則輸送機系統備妥指示應為綠色。如果沒有系統備妥指示，則應對照其前級進行查找。④設定開機頻率并開機。頻率給定單位為Hz，程序會限制皮帶的運行帶速范圍保持在5～50?Hz。設定好開機頻率后按下“啟動”按鈕，即可開機。

4.2??程序一鍵啟動的運行流程

按下“啟動”按鈕后，會進行華寧預警和啟動輔助設備等，待華寧返回、松閘返回和液壓張緊后，啟動變頻器。

圖1??網絡拓撲圖

5??結束語

該系統可實現一鍵式啟動主運輸帶式輸送機，進而實現了遠程操控和保護高壓開關柜、變頻器和皮帶沿線等設備，且組態操作畫面使管理工作更加人性化，大大提高了工作人員的工作效率。

參考文獻

[1]楊永剛.PLC技術在自動傳輸系統中的應用[J].機電一體化，2004（05）：72-73.

[2]盛志明.井下帶式輸送機遠程控制系統[J].礦山機械，2008（08）：91-94.

[3]耿文學.可編程控制器原理、使用及應用實例[M].北京：電子工業出版社，1990.

[4]何巨蘭.電機與電氣控制[M].北京：機械工業出版社，2004.

〔編輯：張思楠〕

Xiaojihan?Mine?Conveyor?Control?System

Ge?Kai

Abstract：?Xiaojihan?mines?to?ControlLogix?5000?series?PLC?as?the?control?center?for?mine?main?conveyor?control?system，?which?has?a?reliable?performance，?simple?operation?and?easy?maintenance?features，?is?ideal?for?coal?mine?conveyor?equipment?.

Key?words：?PLC?programmable?controller;?conveyor;?the?main?control?system;?motor