基于PLC的煤礦壓風機自動控制系統研究與應用

呂瑞騰+查守華

摘 要：壓風機作為礦山主要設備，擔負著向井下氣動工具提供動力，在壓風自救時能夠提供新鮮空氣的重要任務。傳統的煤礦壓風控制系統自動化程度不高，壓風機啟停及輪換控制均由人工操作，無法實現穩定恒壓供氣，同時設備運行無法實現均勻磨損，這樣便縮短了設備使用壽命，影響礦井安全生產。而采用PLC 為控制核心的可編程系統，就能實現精確的恒壓供氣控制，提高了礦井壓風系統的可靠性。本文重點論述基于PLC的煤礦壓風機自動控制系統的缺陷與應對措施。

關鍵詞： PLC；煤礦；壓風機；自動控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.084

0 引言

在大型的煤礦企業供氣部門中，壓風機屬于一種非常重要的裝置，其工作特點會從某種程度上制約到煤礦企業的順利生產。作為煤礦風動機械動力源的壓風機承擔的任務是生產煤礦壓縮空氣，將風動力提供給煤礦生產。為此，對壓風機的工作現狀進行實時與系統地把握，且適當地控制壓風機，有助于煤礦生產效率的提升、能源的節省、生產安全性的實現。

1 基于PLC的煤礦壓風機自動控制系統

PLC程序是在機械裝置上安裝標準版本的軟件STEP7，且設計好一系列的參數，然后借助編程軟件MICRO＼WIN實現編輯與操作，借助通用的功能切（FB＼FC）、組織塊（OB）、數字塊（DB）等對結構相同或者是相似、功能接近的程序進行編寫。壓風機針對控制的方位、力度等一系列參數有著相應的指標，而PLC能夠使這一系列的指標實現，像是控制處理與傳輸信號，以及一定的閉鎖功能的實現等等，然后借助上位計算機來傳輸與呈現數據信息。（1） PLC控制柜。PLC系統的中心組成部分是西門子S7——200PLC，可以控制場地，具備非常多功能的模塊與人機界面，在進行操作的時候能夠實現選擇的因地性與因時性，模塊化的構造配置有軟件系統（Profibus、工業以太網等），跟上位計算機借助通信接口實現對話，其特點是配置科學優化性、技術可行性等，可以有效地采集一系列風壓機的保護與工作信息參數、自動控制空氣壓力數據等，以及向一系列分接口與輸出管路匯總。在PLC控制柜當中重點的零件是空氣開關、觸摸屏、接線端子、避雷器、模擬量拓展塊等，這有助于優化的便捷操作和及時地監控裝置的狀態。像是借助觸摸屏，作業人員或者是監管工作者可以迅速與便捷地查詢監測到的風壓機的一系列參數，再修改設計的參數指標，從而使就地控制實現。（2）PLC傳感器。針對施工當中要求的實時物理量的采集，應當借助場地的傳感器進行，其輸出的電流信號指標是4mA——20mA，借助RVVP二線電纜向外傳輸信號，然后借助PLC控制柜實現接收的分類化。其中的電流、電量、電功率、溫度等一系列要素都是基于PLC系統的場地傳感器的關鍵部分，能夠劃分安裝的區域為下面幾種：先是將一臺壓力傳感器與一臺溫度傳感器安裝在一級、二級氣缸當中，進而能夠有效、實時地監測有關的壓力參數以及環境的可靠性、溫度、濕度等。其次，將綜合電量的開停傳感器與監測設備安裝在供電電路當中，進而有效地監測與采集電機的電壓電流、功率、輸出頻率等參數，然后借助集分站RS485接口與RS485總線實現連接。再次，將壓力傳感器安裝在壓風機齒輪油泵排油管路以及總管口出口位置，然后設計好冷水器與風包間的壓力傳感器，進而使壓風機油壓與分管理壓力的實時監測實現。在供水狀況的水泵冷卻水的風包、出水管路、進水管路以及冷卻水管路的入口等位置安裝溫度傳感器，進而及時地監控風包溫度、進水和出水溫度、冷卻水管路的運行現狀等。（3）煤礦壓風機當中PLC軟件的作用。在壓風機中設計PLC系統，不但能夠全面地監管管道流量、管內壓、排氣的溫度和壓力等，而且還能夠把監測的數據存檔，從而方便查詢報警信息和數據信息。除此之外，還可以打印監測到的電機的工作現狀、電功率、電壓、電流等數據報表信息。PLC系統還能夠受到流動性要素（監測片段、監測時間多少等）對各種曲線的表達形式進行繪制，從而體現出自動化與智能化。

2 基于PLC的煤礦壓風機自動控制系統的缺陷與應對措施

（1）基于PLC的煤礦壓風機自動控制系統的缺陷。盡管基于不斷提升的科技水平影響下，國內煤礦提高了自身生產的智能化、自動化、機械化能力，可是相比較于其它有著先進科技的發達國家來講，依舊面臨不少缺陷，尤其是風壓機的自動控制系統面臨非常大的缺陷。像是盡管可以全面地管理、監測煤礦機電的電壓和電流以及壓風機的工作現狀等要素，可是獲得的信息數據缺少相應的指標，不可以共享數據信息資源，也難以有效地控制有關的裝置。這一系列不確定的技術與要素直接影響到生產的安全性，也難以推動煤礦企業的發展與生產。（2）應對PLC煤礦壓風機自動控制系統的措施。針對技術稚嫩也需要在生產過程中投入的缺陷，煤礦企業能夠學習與引進先進的科學技術，積極地培養有關專業的技術工作者。其中，針對缺少理論知識而經驗豐富的操作者而言，應當注重業務培訓，從而實現自身業務素質的提升。不但這樣，還應當規范與統一煤礦企業的一系列監測參數與指標，有效地建設共享數據信息資源的平臺，進而推動技術的創新與溝通，實現實時預防、發現、分析、處理問題的終極效果，最終大大地提升煤礦企業的經濟效益與生產安全性。

3 結語

綜上所述，傳統的煤礦企業壓風機控制系統業已難以跟煤礦企業的實際生產需要相符合，而PLC軟件的應用顯得十分迫切。在科學技術水平發展的時代，我國在煤礦生產作業中的壓風機采用了以 PLC 軟件的自動控制系統，實現了參數采集處理、數據上傳、故障警示報警、自動控制等功能一體化的目標，為礦井作業的數字化時代奠定了堅實的基礎，同時也減少了安全事故的發生以及企業的生產成本，進而確保煤礦企業機電裝置的智能化與自動化發展。

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作者簡介：呂瑞騰（1988- ），男，山東濟寧人，本科，助理工程師，主要從事機電管理工作。endprint