淺談PLC技術在煤礦皮帶運輸疾控系統設計中的應用

米永貞

摘要：皮帶運輸機具有運量大，維護簡單，操作方便等優點，已被廣泛應用于國內各行各業，特別是煤礦行業，當前幾乎所有的煤礦企業都已離不開皮帶運輸機，但人們在實際應用皮帶運輸機時，也發現皮帶運輸機時常會發生皮帶跑偏、撒料、打滑、發出異常噪聲、皮帶發生斷裂、減速機發生斷軸等故障，這些現象的出現已嚴重影響到皮帶運輸機的安全、高效運行。對此，想方設法的改善運輸機保護系統，使其更完備，更先進也顯得越來越重要。就皮帶機運行現狀而言，可依據皮帶運輸機常發生的各種故障，把傳感器安裝于相應的故障區，一旦發現皮帶運輸機即將發生故障，裝設的傳感器可把皮帶運輸機運行情況第一時間傳遞給PLC，然后由PLC控制系統進行相應的調整控制，以改善皮帶機運行狀況，更好的保障安全生產。

關鍵詞：煤礦開采；皮帶運輸；集控系統；設計；PLC技術

一、PLC控制系統的硬件設計

（一）PLC的選型

在該系統中所用的可編程控制器為西門子S7-400，該控制器是由西門子公司生產的，屬于S7系列產品中一特別控制產品，其最大特點是PLC采用程序存儲式控制，內部處理采用無觸點方式，具有自診斷功能，PLC內采用了專門的抗干擾措施，現場環境適應能力強等。現在的工業控制系統都為自建局域網，采用集中控制，所以對于現代企業來說，可編程控制器可應用于很多領域，尤其是大型工礦企業中的應用最為突出、有效。

（二）電機控制回路的設計

在現在大型煤礦企業的膠運主運輸皮帶和順槽皮帶，多為三臺或者最多八臺電機聯機運行，其中一臺設為主驅動電機，其他跟隨主機的變化而變化，中間都采用PLC集中控制，再通過區域網傳輸到地面集控室，實現全方位、整系統監測、控制一體化。

二、PLC控制系統的軟件設計

在設計PLC程序之前，首先應縱覽全局對設計過程中可能用到的輸入點與輸出點有一個大致了解，以便在配置PLC型號時能更科學、更合理的進行選擇。在編制控制系統主程序時，具體編制的程序功能應完善，并應具有人性化特點，不僅能實現集控室對全部設備的一鍵控制，并且設備與設備之間、皮帶與皮帶之間實現互相連鎖功能；還能使手動啟動停止、自動啟動停止以及全線啟動停止間可實現彼此靈活轉換，這樣可使整個控制系統的整體靈活性更強。

（一）I/O地址分配

應按照實際需求來大致估算PLC的FO點數，把確定的數據計算好后，再去購買相應型號的具體設備。應依據FO地址分配來確定FO模塊上的電路連接以及FO模塊上的功能，以便讓PLC實際程序地址挨個對應于設備，以大幅縮短PLC處理故障時間。應不斷優化，規范FO地址分配，在編程時，可讓功能相似的FO地址分配與1/0設備程序放置在一塊編寫。這樣一方面更便于管理，另一方面編讀程序也會更加簡便。

（二）設計主程序

系統主程序主要控制的是電機運轉，同時負責調度與管理整個程序。主程序的控制方式大致可分為3類：全線啟動與停止、自動啟動與停止、手動啟動與停止。對于前兩種控制方式信號向PLC的輸送主要借助的是傳感器，然后再執行內部邏輯的電路控制，對于第三種控制方式，對電路的控制主要由外部繼電器獨立完成，無需經過PLC。

（三）設計故障程序

可安裝很多傳感器于皮帶機可能出現故障的部位，當皮帶機發生故障后，裝設的傳感器可第一時間把故障信息報告給PLC，經PLC分析處理后，然后再把控制指令傳送至控制電路，控制電路控制故障指示燈亮，表明該部位發生了故障。故障指示系統發出報警后，相應的皮帶機停止運行，直到成功排除故障后，按下復位按鈕，故障指示燈變綠后，皮帶機才能正常運行。

三、PLC技術在集控系統設計中功能效用的提升策略

（一）提升監控功能

這就要求在皮帶運輸設備安全故障發生時，應對安全故障源及時進行監測，并在同一時間傳送出去警報信號，通過分析處理PLC技術，并結合集控系統的協調控制功能，使PLC技術的故障監測功能盡可能快地啟動，與此同時將所有正在運行的運輸系統關閉，待故障得到有效的解決之后，方可重新投入生產。

（二）提升數據信息處理功能

集控系統在日常開采過程中應對皮帶運輸設備的運輸總量、煤炭資源的總重、運輸設備的運行狀態、潛在安全故障等信息有一個總體的掌握，并對皮帶運輸設備的實時運輸狀態進行監測，以此實現對數據信息的分析處理。

（三）提升監管功能

若想使集控系統的監管功能提高，就需要將對各部分監管功能的協調統一實現，并配備中文的使用詳解，在保證監管人員都能夠熟練操作的同時，使對煤礦皮帶運輸集控系統的全面監管以及高效監管實現，雖然集控系統中的每臺運輸設備都處在全面監管的狀態之中，但高速有效地監管不僅可以使人力資源和物力資源的浪費最大限度地降低，還可以使集控系統的監管水平最大限度地提升，進而確保煤礦開采的安全高效運行。

四、結語

煤礦皮帶運輸集控系統隨著我國科學技術手段的不斷更新而更加具有先進性、安全性、高效性以及集成性，因此在設計和研究煤礦皮帶運輸集控系統時，一定要對煤礦開采現場環境的調查充分重視，在盡可能貼近生產實際的基礎之上，對先進的科學技術充分利用，從而設計出更具實效性的集控系統，以此使煤礦開采的安全高效運行實現。

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