淺談PLC技術在煤礦帶式輸送機運輸系統的應用

姚福濤

摘 要：煤礦帶式輸送機運輸系統具有運輸線路長、設備多、分布面廣、環境差等特點。為了提高運輸系統的安全運行，運輸系統配套的保護系統逐漸完善，可編程控制器（PLC）普遍應用于各行業的自動化控制系統。本文闡述了可編程控制器（PLC）在煤礦運輸系統的優勢，展望了煤礦帶式輸送機運輸系統自動化的發展前景。

關鍵詞：帶式輸送機運輸系統 ；PLC； 保護

帶式輸送機的優點在于運輸量大、生產效率高、結構簡單、維修方便、成本低、通用性強。所以煤礦井下帶式輸送機運輸系統被廣泛應用在各采區工作面主運順槽及主運輸系統中。隨著科技的進步，帶式輸送機安全運行也穩步提高，多種類型傳感器的配備，多樣化保護的投入，信息的傳輸，提高了煤礦帶式輸送機運輸系統的安全、平穩運行。可編程控制器（PLC）為煤礦帶式輸送機控制系統提供了安全、可靠的解決方案，適用于當前煤礦企業對自動化的需要。

一、可編程控制器（PLC）概況

1.1系統優勢

煤礦帶式輸送機運輸系統采用可編程控制器（PLC）的系統可實現地面集中控制、可視化和語音通話三位一體的自動化控制體系，該系統可靠性高、抗干擾性強、配置靈活、隨時可拓展設備增加端口、便于維護，同時跟其他設備的通信兼容性強，便于操作。

1.2系統主要功能及特點

（1）具有遠程啟動、停止、復位和測試功能，實現多種運行狀態，如遠控、近控、檢修、點動等工作狀態。

（2）實現帶式輸送機運行安全，如跑偏保護、堆煤保護、沿線急停保護、溫度保護、速度保護、煙霧保護、撕帶保護、超溫灑水保護以及張緊力下降保護，已達到保護設備安全運行的功能。

（3）便于拓展，通過端口數據通信，可通過組態軟件以圖形、表格、線性等動態畫面反映設備運行狀態。選擇的計算機和軟件系統有備用容量和接口，可以方便進行擴展；分布式系統結構具有良好的擴展性。

（4）實現整個運輸系統的聯鎖運行。

（5）實現煤倉煤位的監控，提高煤礦運輸效率。

（6）對所有的數據進行綜合處理，如開機時間累積，負荷率、開機率、OEE指標計算，滿足報表統計、曲線圖、柱狀圖顯示。

（7）可與其他集控系統（如供電系統、排水系統等）組成網絡并納入全礦計算機局域網，供調度室及其他部門隨時掌握井下個系統工況。

二、可編程控制器（PLC）在運輸系統中的應用

2.1工況圖顯示

工況圖動態顯示整個系統所有膠帶輸送機、給煤機、煤倉煤位等工況，以及主電機運行電壓、電流、頻率及主要保護實時參數等信息

2.2故障及保護顯示

實時顯示各膠帶機所有保護傳感器的工作狀態，顯示膠帶機的故障類型，形成歷史記錄，便于排查故障。

2.3傳保護技術參數

2.4系統安全性

（1）采用性能可靠、動作靈敏、故障率低得控制保護裝置。

（2）設備出線口滿足安全規程要求，芯線連接簡便。

（3）就地控制裝置設置閉鎖開關，便于故障查詢，便于檢修安全。

（4）在遠程控制方式下設立傳輸故障保護，實現自動停機。

2.5 SIMATIC S7-300 PLC簡介

SIMATIC S7-300是模塊化的中小型PLC系統，各種模塊之間都是獨立的，可通過u型總線把各部件緊密地固定在標準的導軌上進行組合。它主要由中央處理器CPU，信號模塊SM，通信模塊FM，電源模塊PS，接口模塊IM組成。

S7-300 CPU的存儲區分為三個區：裝載存儲區、工作存儲區和系統存儲區。裝載存儲區用于存放用戶程序和附加的系統數據，包括CPU內部的RAM和外部的MMC卡。工作存儲區用來存儲實際執行的用戶程序。PLC在運行時，自動將裝載存儲區的可執行程序復制到工作存儲區，CPU掃描工作區存儲區的程序和數據，在執行存儲區復位操作時，工作存儲區的程序de和數據被清除。系統存儲區是系統內部數據存儲區的集合，包括影響寄存器，I/O存儲區、定時器、計數器、狀態寄存器等。

MPI是多點接口（Multi Point Interface）的簡稱，是西門子公司開發的用于PLC之間的通訊保密協議。MPI通訊是當通訊速率要求不高、通信數據量不大時，可以采用的一種簡單經濟的通訊方式。MPI網絡的通信速率為19.2kbps-12Mbps，最多可以連接32個節點，最大通訊距離為50m，但是可以通過中繼器來擴展長度。

數字I/O模塊每個槽占4B（等于32個I/O節點），如槽1的地址為0.0-3.7；數字量模塊中的輸入點的地址由字節部分和位部分組成。單機架擴展只能擴展1個機架，使用16個信號模塊。多機架擴展最多可以擴展3個機架。中央機架（有CPU的機架）加上擴展機架（沒有CPU的機架）一共可以擴展32個信號模塊。

三、運輸系統自動化展望

現在煤礦對于運輸系統安全性及遠程監控要求的提高，上位機監控功能已經在設計中成為考慮的最重要的環節之一，PLC將常用的數據傳輸協議及接口標準作為標準的模塊集成在一起，這樣就很容易實現各系統之間的通信。從煤礦運輸特點看，PLC可以滿足運輸管理，不論是監控、各類保護，還是應急處理，都能滿足現場的需要。

四、結語

雖然煤礦運輸系統中設備多、運輸距離長、分布廣等特點，通過采用PLC控制煤礦的運輸系統，達到各項保護的自動控制，提高系統的安全與可靠性，且在實際中的應用取得良好的效果，在確保原煤運輸的基礎上避免了檢修，提高運輸效率，保證運輸安全。