基于PLC的礦井提升機電控系統(tǒng)探討

胡書華　邱宜天

摘 要：文章首先對PLC技術(shù)進行簡單介紹，然后分析礦井提升機對電控系統(tǒng)的要求，最后對基于PLC技術(shù)下的礦井提升機電控系統(tǒng)進行具體的分析。寄希望對我國礦井提升機電控系統(tǒng)功能的增強和發(fā)揮提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：PLC；礦井提升機；電控系統(tǒng)；要求

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.125

1 PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)就是可編程控制器技術(shù)，是通過計算機微處理器為核心技術(shù)的計算機技術(shù)。PLC技術(shù)為了實現(xiàn)各種功能的控制，需要在運行前進行編程，然后存儲在計算機內(nèi)部存儲器上，通過對電子程序的相關(guān)操作來運行編程的數(shù)據(jù)運算和技術(shù)，從而完成客戶所要求的指令。在運行過程中，通過數(shù)字鍵的外部輸入或者輸出，控制其他種類的機械和生產(chǎn)過程。

2 礦井提升機對電控系統(tǒng)的要求

礦井提升機在礦產(chǎn)生產(chǎn)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，電控系統(tǒng)作為礦井提升機的動力來源，其重要性不言而喻。因此，礦井提升機對于電控系統(tǒng)的要求也是多方面的，主要包括以下一些內(nèi)容[1]：

2.1 加速和減速需符合規(guī)定

礦井提升機的加速和減速過程都是由電控系統(tǒng)控制的，為了安全起見，電控系統(tǒng)的加速度和減速度需要滿足我國現(xiàn)行礦山安全生產(chǎn)規(guī)范，在實際控制中，礦井提升機不能超過限制范圍。

2.2 調(diào)速功能需方便靈活

礦井提升機運行過程是比較復雜的，因此要求電控系統(tǒng)能夠方便靈活地對礦井提升機運行的各個階段的速度進行調(diào)節(jié)，從而保證礦井提升機的各個階段能夠平穩(wěn)提升運行。

2.3 需要具有過硬特性曲線

在礦井提升機運行過程中，由于礦井情況復雜，每次提升過程中負載也會有所不同。為了適應(yīng)礦井提升機不同負載情況下平穩(wěn)運行的需求，要求電控系統(tǒng)能夠維持速度的恒定，當負載差異過大造成速度驟然降低時，為了保證提升機正常運行，電控系統(tǒng)必須能夠立刻做出反應(yīng)，安全制動停止移動，從而保證提升機自身的安全性。

2.4 要有易于轉(zhuǎn)換的工作方式

在礦井提升機正常運行生產(chǎn)過程中，需要用到多種工作方式。一個生產(chǎn)的完成可能需要各種工作方式之間進行相互的轉(zhuǎn)換，如半自動狀態(tài)轉(zhuǎn)為手動狀態(tài)或者自動狀態(tài)轉(zhuǎn)為半自動狀態(tài)等等。

2.5 實現(xiàn)自動化控制

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機械設(shè)備的操作越來越追求自動化控制，這對于工作效率的提高是大大有利的。因此，對于礦井提升機來說，其電控系統(tǒng)也應(yīng)該具備自動化控制的功能，另外還需具備相應(yīng)的聯(lián)鎖和安全保護功能，保證系統(tǒng)運行的可靠安全與穩(wěn)定。

3 基于PLC的礦井提升機電控系統(tǒng)分析

3.1 基于PLC的礦井提升機電控系統(tǒng)的特點[2]

基于PLC的礦井提升機電控系統(tǒng)基本上是能夠滿足上述的要求，通過可編程控制器能夠完成上述要求下的較為復雜的控制功能，甚至更多功能。因此PLC電控系統(tǒng)一般采用了較為先進的技術(shù)設(shè)備，在程序的設(shè)計上雖然簡單但卻靈活方便，能夠讓各項操作順利進行。在保護措施方面，也擁有完整的措施系統(tǒng)，能夠有效抵抗干擾，因此具有高度的可靠性。這是目前PLC礦井提升機電控系統(tǒng)的在實現(xiàn)自動化進程中的基本特點。

3.2 PLC下礦井提升機電控系統(tǒng)具體分析

基于PLC的礦井提升機電控系統(tǒng)由：信號系統(tǒng)、矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)、上位機系統(tǒng)以及冗余PLC控制系統(tǒng)。下面對四個系統(tǒng)進行簡單介紹[3]。

（1）信號系統(tǒng)。信號系統(tǒng)是PLC電控系統(tǒng)中信號采集和主令控制的主要系統(tǒng)，采用的一般是分布式I/O ET200，在實際運行中，通過通訊電纜的方式分別與冗余式現(xiàn)場總線和遠程站進行聯(lián)系，進而實現(xiàn)信號系統(tǒng)對各個水平裝卸站的控制。

（2）矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)。變頻調(diào)速系統(tǒng)是電控系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)，借助該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對交流電動機轉(zhuǎn)速的控制。而矢量變頻調(diào)速控制技術(shù)在傳統(tǒng)直流傳動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，具有更大的優(yōu)越性，更能適應(yīng)需求。表1是傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量變頻控制的性能與特點[4]的比較。

（3）上位機系統(tǒng)。上位機系統(tǒng)主要是負責對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)視，具有故障自動報警、數(shù)據(jù)自動記錄的功能。因此在該系統(tǒng)中需要裝載組態(tài)軟件并且以工控機為支撐。另外還可以通過WEB發(fā)布功能實現(xiàn)遠程計算機的監(jiān)控。

（4）冗余PLC控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)也是PLC電控系統(tǒng)的核心部分，主要是主令控制設(shè)備的運行，對礦井提升機形成的安全進行保護，速度進行調(diào)節(jié)。利用冗余型PLC而非單一PLC控制系統(tǒng)能夠有效提高系統(tǒng)的可靠性，保證礦井在故障狀態(tài)下也能正常生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

PLC技術(shù)主要是對數(shù)據(jù)采集、邏輯控制以及過程控制等項目進行綜合控制，常見于工業(yè)生產(chǎn)運行中。基于PLC的礦井提升機電控系統(tǒng)能夠高效率地完成礦井的實際工作，大大節(jié)約能源，保證設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，這是值得推廣的。

參考文獻：

[1]王建慶.基于PLC的礦井提升機電控系統(tǒng)分析[J].科技視界，2015（07）：232，264.

[2]楊海龍.基于PLC的礦井提升機電控系統(tǒng)的研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014（06）：16.

[3]郭春楠.采用PLC控制方式的礦井提升機電控系統(tǒng)[J].信息通信，2013（01）：289-290.

[4]黃晉偉.PLC技術(shù)在我國礦井提升機電控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].河南科技，2013（05）：110.endprint