PLC在煤矿井下皮带运输中的应用探析
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【摘 要】在传统的煤矿井下皮带运输中往往使用的是继电控制系统，在运输中存在安全隐患，煤炭生产效率也不高。随着经济的发展，煤炭需求的增加，煤矿企业就要改变煤矿井下皮带运输方式。plc是可编程逻辑控制器，具有可靠性、灵活性和可扩展性、维护性的特点。在煤矿井下皮带运输中应用PLC可以使皮带运输处于最佳的运行状态，降低生产成本，提高生产效率。本文介绍了PLC控制系统，探讨了PLC在煤矿井下皮带运输中的应用。
【关键词】PLC 煤矿；井下皮带运输；功能；应用
1 PLC控制系统及在在井下皮带运输中的功能
1.1 PLC控制系统的概念和基本构成
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。
可编程逻辑控制器由电源、中央处理器（CPU）、储存器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块等构成。可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。中央处理单元（CPU）是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据，检查电源、存储器以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器，存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。功能模块有计数、定位等模块。
1.2 PLC控制系统的特点和在井下皮带运输中的功能
可编程逻辑控制器（PLC）具有以下的功能特点：第一，能够设置不同类型产品的工位数量及位置参数，并能够在线监控运行过程；第二，设备操作灵活方便，能够实现启动与暂停，自动与手动模式切换，计数与清零，气缸下压时间调整等；第三，螺丝的自动排放，送料，固定，由机器一次性自动完成，不需人工辅；第四，高速的生产节拍，可实现单工位速度不低于 1～1.5秒/件。定位精度高，位置误差不大于 0.02毫米。
在煤矿井下皮带运输中，PLC控制系统可以很好的起到控制功能。当井下煤矿运输过程中发生故障的时候，中断自动控制程序的运行，当故障排除之后再按下微机控制箱上的故障复位按钮，皮带开始正常运行。在煤矿井下皮带运输中，PLC控制系统还可以很好的起到保护功能。PLC的故障地址识别装置可以对因为运输距离较长、沿线配套保护开关较多而出现的跑偏、纵撕、闭锁等故障进行显示和处理。利用可编程逻辑控制器（PLC）在主电机定子绕组装入热电阻，可以将电流信号换算为电机温度，在皮带运输机运输煤矿的时候可以保护电机的温度，避免电机被烧坏。
2 PLC在煤矿井下皮带运输中的应用
2.1 PLC在煤矿井下皮带运输中的运行方式
PLC控制系统有三种运行方式，即手动、半自动和自动。
（1）手动运行方式。手动运行方式是用于煤矿运输设备的调试、运输系统调整和特殊情况下的运行方式，因此它是自动运行方式的辅助方式。
（2）半自动运行方式。这种运行方式的特点是煤炭运输系统在启动和运行过程中的一些步骤需要人工干预才能进行下去。
（3）自动运行方式。自动运行方式是控制系统的主要运行方式。这种运行方式的主要特点是在系统工作过程中，系统按给定的程序自动完成被控对象的动作，不需要人工干预，系统的启动可由PLC本身的启动系统进行，也可由操 作人员确认并按下启动响应按钮后，PLC自动启动系统。由于PLC本身的可靠性很高，如果可靠性设计措施有效，控制系统设计合理，井下煤炭运输控制系统可以设计成自动或半自动运行方式中的任意一种。
2.2 PLC在煤矿井下皮带运输中的均转矩和均转速运行应用
煤矿井下皮带运输中的均转矩和均转速运行都是1+单机运行，在均转矩运行调节系统中采用的是速度调节器和定积分器。煤炭运输机属于串联激磁，所以电机间的额定磁通是形同的，当电机间的电机电枢电流相同的时候，电机就开始均转矩运行。在换绳的工作状态下，从同一个给定积分器的输出值来调节回路速度，只要电机反馈相同，煤炭运输机就会均转速运行。
2.3 PLC在煤矿井下皮带运输中的单机运行和电动机电气制动应用
在煤炭井下皮带运输中，电机运行系统是一个完整的双闭环系统，在皮带运输的时候，皮带发出启动信号之后，系统中的设备和PLC控制系统就会自动的完成整个煤炭运输系统的诊断，在运输的人员出现负力要求停车的状况下，进行电气制动可以减少机械损伤，保护人身安全。
2.4 PLC在煤矿井下皮带运输中的运动控制
PLC可以用于煤矿井下皮带运输中的直线运动控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。
2.5 PLC在煤矿井下皮带运输中的过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。PLC在煤矿井下皮带运输中能编制各种各样的控制算法程序，完成煤炭运输过程的闭环控制。
3 结语
综上所述，PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。在煤矿井下皮带运输中应用PLC可以使皮带运输处于最佳的运行状态，降低生产成本，提高生产效率。
参考文献：
[1]郝富春.PLC在煤矿井下皮带运输中的应用[J].煤炭技术.2013（09）.
[2]刘昌亮.煤矿井下皮带运输中PLC在实践应用[J].煤炭技术，2013（06）.
[3]谢晖.PLC在煤矿井下皮带运输机中的应用[J].煤炭技术，2013（03）.