基于PLC控制的變頻調(diào)速在礦井提升機(jī)中的運(yùn)用研究

李小慶

【摘 要】在礦山運(yùn)輸過(guò)程中，礦井提升機(jī)扮演著重要的角色，它保證了運(yùn)輸工作的高效完成。礦井提升機(jī)中最為關(guān)鍵的為控制系統(tǒng)，但傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)存在諸多的不足，主要表現(xiàn)在較高的故障率、較差的可靠性、偏低的效率及較大的能耗。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的改進(jìn)，本文研究了基于PLC控制的變頻調(diào)速在礦井提升機(jī)中的運(yùn)用，在提升機(jī)控制系統(tǒng)中運(yùn)用了可編程控制器與變頻器，此時(shí)的控制系統(tǒng)滿(mǎn)足了提升機(jī)的運(yùn)行需求，同時(shí)該系統(tǒng)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如：可靠性、靈活性、簡(jiǎn)潔性、節(jié)能性與便捷性等。

【關(guān)鍵詞】PLC 變頻調(diào)速 礦井提升機(jī) 運(yùn)用

近幾年，礦山提升機(jī)的控制系統(tǒng)研究得到了廣泛的關(guān)注，主要是由于它直接關(guān)系著提升機(jī)的工作效率與工作質(zhì)量，同時(shí)其運(yùn)行的可靠性與安全性直接影響著人員的生命與生產(chǎn)的效率，在此基礎(chǔ)上，為了保證礦井生產(chǎn)能力的提高，促進(jìn)礦山經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)人員生命的保護(hù)，展開(kāi)了礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)的探討。在科學(xué)技術(shù)的支持下，在其中運(yùn)用了PLC控制的變頻調(diào)速，并積極開(kāi)展了軟件設(shè)計(jì)，以此促進(jìn)了我國(guó)提升機(jī)控制水平的提升。

1礦井提升機(jī)的概況

礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)在先進(jìn)技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展。在國(guó)外，提升機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)可編程控制器進(jìn)行了積極的運(yùn)用，并且對(duì)計(jì)算機(jī)與PLC進(jìn)行了積極的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，促進(jìn)了提升機(jī)安全性、自動(dòng)化與可靠性的提高。但對(duì)于我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)而言，其控制水平相對(duì)較低。時(shí)至今日，我國(guó)礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用的為交流調(diào)速系統(tǒng)，此設(shè)備較為陳舊，技術(shù)過(guò)于落后。為了促進(jìn)我國(guó)提升機(jī)控制水平的提升，要對(duì)先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行積極的應(yīng)用[1]。

礦井提升系統(tǒng)擁有眾多的類(lèi)型，根據(jù)被提升的對(duì)象，主要有主、副井提升機(jī)；根據(jù)提升井道角度，主要有豎井與斜井；根據(jù)提升容器，主要有礦車(chē)提升、罐籠提升等；同時(shí)，根據(jù)提升類(lèi)型，主要有單繩纏繞式與多繩摩擦式。我國(guó)提升機(jī)的控制系統(tǒng)主要有串電阻調(diào)速、直流電動(dòng)機(jī)，其中晶閘管的應(yīng)用，促進(jìn)了控制水平的提升，同時(shí)其優(yōu)點(diǎn)較為顯著，如：較小的體積、較高的效率、較少的能耗與平穩(wěn)的調(diào)速等。

2 PLC控制的變頻調(diào)速在礦井提升機(jī)中的運(yùn)用

2.1控制系統(tǒng)的概況

PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱(chēng)，它作為重要的控制設(shè)備，其優(yōu)勢(shì)較為顯著，主要有較高的可靠性、編程的簡(jiǎn)便性、良好的適用性及連接的便捷性等。對(duì)于提升機(jī)電控系統(tǒng)而言，其中運(yùn)用PLC，使系統(tǒng)運(yùn)行具有了穩(wěn)定性與可靠性，但對(duì)于礦井提升機(jī)而言，對(duì)其工作環(huán)境及性質(zhì)要給予關(guān)注，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，要對(duì)系統(tǒng)的工作環(huán)境有所了解，其中的電磁干擾較為嚴(yán)重，因此，PLC要擁有良好的抗干擾性，同時(shí)要選擇冗余結(jié)構(gòu)與模塊式結(jié)構(gòu)等。

2.2變頻調(diào)速的運(yùn)用

在調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中，直流調(diào)速扮演著重要的角色，主要是由于其調(diào)速具有較高的精度，其控制較為容易，但其缺點(diǎn)表現(xiàn)在過(guò)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、較差的適應(yīng)性與較弱的過(guò)流能力，因此，其應(yīng)用范圍相對(duì)較小。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐與理論研究二者的有機(jī)結(jié)合，推動(dòng)了交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展，其應(yīng)用的范圍在逐年擴(kuò)大。在先進(jìn)技術(shù)的支持下，交流調(diào)速系統(tǒng)擁有了較高的性能，其發(fā)展主要經(jīng)歷了以下時(shí)期，分別為電壓/頻率恒定控制、矢量變換控制與直接轉(zhuǎn)矩控制[2]。

提升機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)變頻調(diào)速控制進(jìn)行了運(yùn)用，其優(yōu)點(diǎn)是顯著的，主要有較大的調(diào)速范圍、平滑的與高精度的調(diào)速、良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)與節(jié)電效果。提升機(jī)要注重對(duì)變頻器的選用，其選擇依據(jù)為負(fù)載特性，通過(guò)對(duì)提升機(jī)負(fù)載的分析可知，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性是其負(fù)載特性，在此情況下，對(duì)變頻器的低頻轉(zhuǎn)矩提升能力與短時(shí)過(guò)流能力均有著較高的要求，因此，在選擇時(shí)要對(duì)其給予高度的關(guān)注，此時(shí)的變頻器可以為矢量控制或者直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器，二者均滿(mǎn)足了提升機(jī)的運(yùn)行需求。

2.3軟件設(shè)計(jì)的開(kāi)展

變頻提速系統(tǒng)通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，保證了系統(tǒng)的安全性與可靠性，此時(shí)，需要控制提升機(jī)的物理量，如：深度、速度與控制單元等，對(duì)其監(jiān)控主要是借助工控機(jī)、組態(tài)軟件、打印機(jī)等共同實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于PLC而言，此時(shí)的軟件設(shè)計(jì)是其上位機(jī)，其監(jiān)控方式為通信，對(duì)于提升機(jī)的輕重故障實(shí)現(xiàn)了自診斷，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)顯示其深度、速度與壓力等；組態(tài)軟件的構(gòu)成主要有組態(tài)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境，二者具有一定的獨(dú)立性，同時(shí)也保持著一定的聯(lián)系。

組態(tài)軟件屬于新型軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，在硬件組態(tài)、圖像組態(tài)與數(shù)據(jù)組態(tài)的共同作用下便可以實(shí)現(xiàn)軟件的開(kāi)發(fā)，其優(yōu)點(diǎn)主要有簡(jiǎn)便的開(kāi)發(fā)、較短的周期、較強(qiáng)的通用性與良好的可靠性等。

提升機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)主要是為了保證其運(yùn)行的安全性與可靠性，通過(guò)對(duì)提升機(jī)工藝與控制要求的了解，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軟件結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的監(jiān)控，此時(shí)的監(jiān)控系統(tǒng)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：其一，獨(dú)立的監(jiān)視終端裝置，其二，控制裝置是由PLC構(gòu)成的，其系統(tǒng)具有冗余性，保證了其安全與可靠；其三，擁有豐富的功能，如：監(jiān)視的全速性與連續(xù)性，同時(shí)對(duì)停車(chē)位置與運(yùn)動(dòng)方向均可以進(jìn)行有效的監(jiān)視。

對(duì)于煤礦提升機(jī)而言，其工作環(huán)境較為惡劣，對(duì)PLC有著嚴(yán)重的影響，主要表現(xiàn)在較為嚴(yán)重的干擾，為了降低其影響，要采取一定的手段，主要有屏蔽電纜的使用、保護(hù)接地的采取、通風(fēng)環(huán)境的選擇等[3]。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要研究了基于PLC控制的變頻調(diào)速在礦井提升機(jī)中的運(yùn)用，通過(guò)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的使用，保證了提升機(jī)運(yùn)行的安全性與可靠性，同時(shí)煤礦生產(chǎn)也具有了節(jié)能、便捷與高效等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉琨，朱紅波.基于PLC控制的多段變頻調(diào)速在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用[J].河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，03：57-58+61.

[2]陳經(jīng)艷.礦用提升絞車(chē)PLC控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].中南大學(xué)，2012.

[3]艾國(guó).基于PLC礦井提升機(jī)變頻控制系統(tǒng)的應(yīng)用[D].西安科技大學(xué)，2010.