PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)的應用及相關問題研究

劉保東+孟慶瑀

摘 要：基于目前PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)中的應用缺陷，文章分析了PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)的應用效果以及應用現(xiàn)狀，并提出了與之對應的設計控制方法。其目的是為相關建設者提供一些理論依據(jù)。

關鍵詞：PLC；膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)；膠帶機順煤流；膠帶機逆煤流

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.165

0 引言

現(xiàn)代化經濟建設步伐的不斷向前推進，使得人們對能源的使用需求越來越大。膠帶輸送機是煤炭企業(yè)實現(xiàn)安全生產以及提高生產效率的關鍵，然而，其運行使用過程中卻受諸多因素的影響，這就使得企業(yè)的經營發(fā)展目標難以實現(xiàn)。針對這一問題，相關建設人員應將基于PLC的膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)作用于實踐，從而實現(xiàn)其應用的經濟成本控制目標、效率目標。這是緩解煤炭資源開采企業(yè)經營建設壓力的重要課題內容，研究人員應將其重視起來，從而推動現(xiàn)代化經濟建設的快速穩(wěn)定發(fā)展。

1 PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)的應用效果

膠帶輸送機是一種通過連續(xù)運輸來實現(xiàn)長距離運行的機械設備，其主要被應用于各類煤炭行業(yè)。研究表明，膠帶輸送機的運行使用成本是由其皮帶使用壽命決定的。然而，膠帶輸送機在實際應用過程中存在諸多問題影響，這就使其運行使用容易出現(xiàn)安全事故。這種情況，煤礦企業(yè)的安全生產就難以實現(xiàn)，從而在一定程度上阻礙了行業(yè)的正常發(fā)展。為此，研究人員可將可編程控制器，PLC（Programmable Logic Controller）應用于其系統(tǒng)控制，從而提高膠帶輸送機的運行使用效率。PLC技術一種結合繼電邏輯控制以及IT技術的科學技術，其作為新型的工業(yè)控制器，具有編程過程簡單實用、硬件設備配備齊全且編程控制器應用可靠性、靈活性高的特點。當該技術作用于膠帶輸送機設備后，不僅達到了膠帶輸送系統(tǒng)的集中控制目標，還實現(xiàn)自動化控制。然而，其在實際應用過程中，由于技術并不成熟，使得煤炭企業(yè)面臨一定風險。為此，研究人員應在明確PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀基礎上，找出具體優(yōu)化設計的方式方法，從而達到其真正的效用。

2 PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)應用中的相關問題

基于PLC作用的膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)，其控制電路是由4個接觸器、6個時間繼電器以及4個熱繼電器組成。這就意味著系統(tǒng)運行過程將面臨運行元件較多、接線復雜、故障率高且檢修難度大等問題缺陷。如圖1所示，為膠帶機集中控制系統(tǒng)電路圖。

此外，集中控制系統(tǒng)在保護設施方面并不全面，即主要體現(xiàn)在，膠帶打滑、低速、溫度、超速以及煙霧等保護均未進行合理設置。而系統(tǒng)運行啟動順序的完全逆煤流問題，更會造成整個系統(tǒng)的空轉時間過長。例如，當基于PLC在膠帶輸送機的控制方式改為3號、4號膠帶逆煤流起動，且1號、2號膠帶機順煤流起動。其整個系統(tǒng)的起動順序為：3號膠帶機、4號膠帶機、3號膠帶機機尾帶動2號膠帶機起動以及1號膠帶機啟動。這一系統(tǒng)運行方式不僅能在不堆煤的情況下縮短啟動延時時間，來減少了膠帶機空轉的時間。因此，基于PLC的膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)運行實現(xiàn)了高效、經濟性應用目標，特別是作用于那些段數(shù)多且膠帶機長的場合，將大幅度節(jié)省機械設備使用成本。然而，由于集中控制系統(tǒng)大多是在繼電器、接觸器的硬接線控制基礎上實現(xiàn)的，當控制目標發(fā)生變化，原有的繼電器電路只能通過重新設計、重新安裝的方式，來進行有效調整。這一系統(tǒng)運行缺陷，影響了可編程控制器的作用效果。為此，相關人員要加大對其的科研力度，以進一步提升PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)中的效用。

3 PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)的應用設計

3.1 遠程集中控制系統(tǒng)硬件設計

PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)中的遠程硬件設計應通過兩方面來進行實現(xiàn)，即就地控制和遠程集中控制。其中現(xiàn)場就地控制是由PLC分站來實現(xiàn)的，而遠程集中控制則是由PLC主站來實現(xiàn)。對于PLC主站來說，其需要輸入就地控制以及遠程集中控制的選擇開關元件，即啟動按鈕、停止按鈕、過載信號、緊急停車信號等。而輸出的元件，則包括：膠帶機接觸器、報警器。

3.2 遠程集中控制系統(tǒng)軟件設計

一方面，設計人員要明確遠程集中控制系統(tǒng)的工作要求，進而采取具有針對性的膠帶輸送機啟動運行方式。例如，在進行停車操作時，為防止堆煤問題的出現(xiàn)，設計人員要通過設置實現(xiàn)煤卸空后再進行停車操作，且停車順序完全按照順煤流。此外，進行遠程啟動操作時，設計人員要先將遠程/就地方式轉換開關置于遠程位置上，并發(fā)出10s起動預警訊號，使得膠帶機輸送機沿線人員離開。這是提高膠帶輸送機運行安全性的重要設計內容。另一方面，集中控制梯形圖程序設計，要根據(jù)系統(tǒng)相關控制要求編制遠程集中控制梯形圖程序。例如，當膠帶機設備的起動延時均為6s，那么停車延時應設置為10s。

3.3 保護及檢測環(huán)節(jié)設計

為實現(xiàn)PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)的應用可靠性目標，設計人員要在每部膠帶機設備上增設速度、溫度與煙霧傳感器等設施，以降低控制系統(tǒng)適用控制目標變化的造價成本。例如，可采用 AT89C52 單片機對采集到的傳感器數(shù)據(jù)進行分析處理，而后發(fā)出相應的處理信號，輕度故障報警，重度故障發(fā)出停車信號。在控制系統(tǒng)中4 臺膠帶機的重度故障停車信號分別以中間4臺繼電器線圈進行得電表示。如圖2所示，為故障檢測及處理流程圖。

4 結束語

綜上所述，PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)的應用將在很大程度上提高煤炭企業(yè)安全生產效率和經濟性。而基于集中控制系統(tǒng)應用過程中存在的控制目標變化繼電器、接觸器設計缺陷，相關人員可通過優(yōu)化遠程集中控制系統(tǒng)軟硬件設計，來提高運行使用便捷性。事實證明，PLC在膠帶輸送機集中控制中的應用問題，還要對其保護及檢測環(huán)節(jié)進行優(yōu)化設計，以降低工作變化對其的影響。

參考文獻：

[1]秦永康，黃和平.PLC集中控制系統(tǒng)在煤礦膠帶輸送機上的應用[J].工礦自動化，2011（02）：98-100.

[2]陸月朋.PLC在膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)的應用[J].科技信息，2012（15）：148.

[3]裴世友，馬鵬飛.淺析如何提高膠帶輸送機的生產效率[J].神華科技，2015（02）：33-35.

[4]安健，張國鈞，趙博，郭榮.基于PLC的輸送機集中控制系統(tǒng)設計[J].煤炭技術，2015（09）：271-274.