PLC在煤礦井下膠帶運輸機中的應用

楊陽

【摘要】煤礦機電系統利用PLC控制技術，可以進一步提高煤礦生產的安全性，使機電系統結構得到簡化，可以對煤礦機械運行狀態和煤礦環境進行監測，具有較強的抗干擾能力，提高了煤礦機電系統的整體效率。因此，本文對PLC在煤礦井下膠帶運輸機中的應用進行闡述。

【關鍵詞】煤礦;PLC;膠帶運輸機;應用

引言

在實際的煤礦生產工作中，膠帶運輸機作為重要的、具有高效開采的機電一體化技術設備，為實踐工作帶來了極大的便利與工作上的效率，因此對膠帶運輸機在工作中出現的問題，是需要進行針對性的分析，以及優化方案上的改造的，在后續的使用階段中，還要不斷的去加強改造分析，從而讓煤礦機電一體化生產的生產效率帶來更加穩定的技術保障。

1 PLC技術簡介

PLC是一種可編程控制器，硬件組成方式與人們采用計算機比較相近，主要是由于控制芯片、通信功能單元、輸入輸出單元等構成。開發起來十分便利，具有較高的可靠性和穩定性。可以取代原來的繼電器控制技術，簡化控制線路，在工業領域得到了廣泛的應用。程序的編寫采用可視化的梯形圖語言，程序結構和運行狀態可以直觀地體現給調試人員，只有具備基礎的計算機知識，就可以組建起PLC控制系統的外圍控制電路，也可以編寫簡單的控制程序。PLC控制系統的開發周期比較快，一種先進的數字控制技術，煤礦機械中應用PLC控制技術，可以進一步減省控制系統占用的空間，也可以利用高效的通信功能，建立起控制網絡，實現煤炭開采的自動化。

2膠帶運輸機工程概論

作為一種可以連續工作運轉的運輸設備，膠帶運輸機主要就是利用膠帶來作為牽引的機構，并利用膠帶來對需求進行運輸的物資物料提供承載，以此來實現物資物料連續不斷的運輸作業。因為膠帶運輸設備安全、穩定、高效，故而在我國的工業以及煤礦生產領域中，這種運輸方法都得到了極為廣泛的應用，是此類行業領域中公認的高效運輸設備。單從膠帶運輸機電的特點上來講，它具有運輸距離長、運輸量級大以及可以持續運輸等等特點，膠帶運輸機還可以實現自動化的集中控制。但是，不可否認的是，膠帶運輸機在應用階段中，也會因為某些運輸問題而導致生產效能低下，為機電一體化的實現而帶來障礙。

比如，在實際的運輸過程中，會有大體積的矸石與大塊的煤塊被夾雜在需要運輸的煤塊之間，而煤塊在到達各個卸載點時，里面的矸石與煤塊就會因為受到高速的沖擊，而導致皮帶支撐托架出現掉落等情況，使得整體托架傾倒，最終將中斷生產的繼續，給煤礦的生產將帶來極大的安全隱患。

3 PLC控制原理

3.1采樣輸入環節

PlC控制系統為了實現控制功能，需要通過傳感裝置采集到控制機構的具體狀態，是實現自動控制首先需要解決的問題。傳感裝置輸入狀態信息進入到PLC的模擬量輸入端子，經過工程量轉換后形成可以控制的數值。內部的CPU會對控制系統內的所有傳感裝置進行掃描，把采集到的數據進行輸入然后存儲在I/O映像區間中，等待著控制程序的調用。采樣輸入環節單獨存在的，不會受到控制環節的影響，但直接影響著控制精度，需要保證輸入數據的準確性。

3.2程序執行環節

根據具體的控制要求，在主程序中會調用不同的子程序，為了更為直觀的體現出控制過程，一般都會配套使用顯示裝置，可以把控制狀態、采集的數據和具體的執行情況，更為直觀地反應給操作人員。調用采集到的數值進行計算，通過對多種數值的計算和邏輯處理，采用多種控制算法，則會形成控制輸出的數據[1]。

3.3控制輸出環節

控制程序執行完成后就會轉入到輸出環節，PLC控制器會不斷刷新控制邏輯和數值，執行機構會控制控制邏輯進行動作，輸出的控制數據也會決定著控制對象的行程和開度。控制可以通過模擬量輸出端或開關量輸出端口完成，隨著通信技術不斷完善，很多執行機構都集成了開放性的通信端口，可以實現與PLC控制器的通信，控制數據也可以通過通信方式來完成。很多PLC還集成了互聯網通信端口，使得PLC的組網性能和控制能力得到進一步提升，為組建起大范圍的工控網創造條件。

4 PLC在控制系統中的應用

煤炭開采使用的膠帶運輸機原來采用人工控制方式，停止運輸時需要調整液壓系統的輸出壓力，讓閘瓦可以更好地與制動片產生接觸，使制動阻力變大而使機械停止運轉。該種制動辦法會由于摩擦產生較大的熱量，對煤礦帶來很大的安全隱患。利用PLC監測控制技術可以實現對制動片工作狀態的監測，利用間歇式制動的辦法，避免制動過程中形成火花[3]。

4.1地面控制中心

PLC系統的控制中心位于中央控制室內，中央控制室距離井下的操作地點較遠，主要功能為遠程監控。實際生產過程中，為了盡可能減少誤差的發生，一般通過冗余設計提升系統的可靠性，將其操作方式分為手動以及自動兩種。

手動控制主要是為自動控制進行補充。自動控制是在綜合的操作模式下由編程器進行輸入以及輸出，從而實現設備的控制，同時能夠對設備的實際運行情況及時監控，監控的內容包括運行過程中電機的功率、電流、溫度等。當其超過原有的工作設定值時，則會發出對應的警告，從而保證工作人員進行及時決策。手動控制一般是在自動控制失控時進行操作，通過工作人員操作實現。控制中心一般還會布置信號隔離繼電器，這種繼電器是采用雙CPU冗余控制系統進行系統的控制，整體性能更為可靠。

4.2膠帶運輸機分站

井下生產過程中，膠帶運輸機的控制分站為可編程控制器，其功能主要是對設備的整個生產過程進行合理的控制。各膠帶運輸機都有其獨立的控制中心，而各控制中心之間需要聯網之后進行統一的分配，保證各設備的生產信息能夠及時傳達到地面的控制中心進行統一生產安排[4]。

結束語

綜上所述，膠帶運輸機作為礦井主要運輸設備之一，其特性決定了整個礦井的生產效率。現階段，隨著開采深度的不斷增加，井下生產環境更加復雜，對于膠帶輸送機的生產需求也在不斷的提升。PLC運用在在膠帶運輸中可以有效提高其生產能力及安全性能，降低故障發生率，有效實現了整個礦井的安全高效生產。

參考文獻

[1]PLC在煤礦井下膠帶運輸機中的應用[J].趙利文.礦業裝備.2018（06）

[2]探索煤礦膠帶運輸機自動化運輸系統的PLC技術實現[J].張然.中小企業管理與科技（下旬刊）.2017（02）

[3]膠帶運輸機安裝過程中存在的問題及改進措施分析[J].張一青.能源與節能.2019（03）

[4]郇恒恒，原紫育.煤礦皮帶運輸機常遇故障和處理方法探析[J].技術與市場，2018（4）.

（作者單位：國家能源集團寧夏煤業公司石槽村煤礦）