浅议煤矿井下皮带运输中PLC的应用
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煤矿生产运输工程中，皮带运输是一种比较常用的方式，其中皮带运输机运行性能在根本上决定了煤矿的生产效益。就其应用现状来看，主要是由工作人员进行操作，存在的安全隐患比较大，并且人员调试设备的方式会增大设备运行的误差，造成严重的经济损害。而PLC在其中的应用，可以通过继电逻辑控制与IT技术的联合运行，提高设备协调管理效率，在保证生产安全的基础上，不断提高生产效益。
1 皮带运输机结构分析
皮带运输是煤矿井下生产常用的一种运输方式，目前在技术角度上来说已经取得了一定的成果，常见的主要有顺槽可伸缩式皮带运输机以及大倾角长距离皮带运输机等，现在已经得了广泛的应用。其中，皮带运输机是影响整个系统运行的关键因素，对于其性能的衡量，一般都是选择从运输距离、带速、运输量以及驱动总功率等指标来进行研究评估。整个煤矿井下皮带运输结构主要包括控制系统、保护装置以及皮带运输机。
1.1 控制系统
目前我国煤矿井下皮带运输系统虽然也利用了plc来进行控制，但是在实际应用上还存在很大的局限性，仅仅停留在电子图版方面，与国外发达国家的应用效果存在很大的差距，还需要就控制系统中存储、计算以及逻辑推理等方面进行更为深入的研究[1]。
1.2 保护装置
从皮带运输的整体运行效果上来看，系统的保护装置技术还比较落后，只能完成最基本的防跑偏、堆煤、防打滑以及超温洒水等操作，在运行安全性与灵敏性等方面还存在严重的不足。针对此种情况，需要积极吸取国外急停闭锁开关、控制运输带纵向撕裂以及滚筒温度控制等方面专业技术，不断提高保护装置的运行效果。
1.3 皮带运输机
目前煤矿生产中选择利用的皮带运输机种类比较少，再加上煤矿生产环境的特殊性，在实际应用过程中，存在众多因素影响降低了皮带运输机的运行效率。想要在整体上提高其运行效果，更进一步促进煤矿生产效率，就需要更深层次的对其进行研究，尤其是要做好特殊型专用皮带运输机的研究发展。
2 PLC运行原理分析
2.1 系统结构分析
PLC在煤矿井下皮带运输电控系统中的应用，分别采用操作PLC与保护PLC来完成各项操作，并通过电缆连接工程一个MPI网络。其中，操作PLC模块部分主要由1个电源模块与一个CPU模块，3个输入与1个输出模块组成，以此配置来完成对PLC保护柜与上位机传送信号的接收与输入，然后根据逻辑控制操作面板中指示灯显示情况，来将其中一部分输入与输出信号传送给PLC保护柜，并将其余部分信息传送到上位机[2]。当PLC与上位机处于正常通信状态时，操作台中继电器会处于封闭状态，相反的如果PLC与上位机处于通信中断状态时，则操作台中继电器会开启，保证接点信号可以输入PLC，并取代上位机信号。另外，保护PLC模块主要由将1个电源模块，1个CPU模块，2个输入与输出模块组成，此种结构组成来完成PLC传送信号的接收与输入，并以逻辑控制继电器动作为依据，将所有输入与输出信号传送到操作PLC中。
2.2 系统运行原理
将PLC系统应用到煤矿井下皮带运输中，需要对煤矿生产环境的特殊性进行综合分析，PLC输入与输出应采用12路隔离设备进行信号隔离，并切阻性采用250V/5A接点容量。另外，为确保PLC控制皮带运输距离长度可以满足实际生产需要，应将PLC输出容量适当的调大，并利用转换板与隔离板实现信号的隔离与放大，以此来实现控制距离的转换[3]。另外，选择利用隔离电路来带动PLC控制设备，即便是设备在运输过程中出现故障，对PLC系统造成的影响也比较小，不会产生直接性的损坏。这样不仅可以提高煤矿井下运输的安全性，同时还可以延长设备的使用年限。
3 PLC在煤矿井下皮带运输中的应用分析
3.1 PLC系统结构与功能
煤矿井下皮带运输方式，主要是电动机以均转矩与均转速综合1+单机、2+单机的方式运行，不同方式其运行速度不同，而运行速度与运行具体情况主要由系统给定方式来决定。操作PLC主要是接收外来输入信号，包括操作台面板选择开关信号、按钮信号、上位机信号以及保护PLC信号等。以拟定逻辑控制操作台面板指示灯状态为依据，将信号传递给操作PLC，最终信号传递到上位机系统。PLC与上位机正常通信时，需要关闭继电器，保证其不会发挥作用;而PLC与上位机通信中断时，将继电器开启确保接点信号输入PLC，取代来自上位机的信号。而安装在继电柜保护PLC主要包括电源模块、输出模块、CPU模块以及输入模块等，并且含有两个输入与输出模块。
3.2 PLC系统运行原理
煤矿井下皮带运输中均转矩与均转速运行都是选择1+单机的运行模式，并且均转矩运行调节系统主要速度调节与给定积分器共用的，因为速度调节器输出给定值相同，这样就决定了当单机中电流反馈强度相同时，传动系统中直流与电流值将相同。其中，转矩公式为：Te=Cm・Φe・Id，其中Cm表示点击常数，Φe表示额定磁通，Id表示电机电枢电流。在运行过程中，电机属于串联激磁，则可以确定电机间Φe相同，当Id相同时，就可以确定转矩相同，并且会形成均转矩[4]。但是在实际运行过程中，系统处于均转矩运行状态时，想要保证速度达到规定要求，则要求1+电动机为一个完成的双闭环系统，而2+电动机只属于电流环跟随系统，即便电机出力相同，但是运行速度之间也存在一定差异。当均转速调运行调节系统处于验绳状态时，通过一个给定积分器输出值来对回路速度进行调节，在电机反馈度相同的情况下，则可以确定电机转速相同。但是在实际应用过程中，当系统处于运行状态时，受1+电机与2+电机实际负载影响，会造成电流存在差异。
3.3 单机运行与电动机电气制动
电机运行为一个完整双闭环系统，1+电机与2+电机运行原理基本相同，运行时如果运人为负力或者停车状态，则会通过电气制动方式避免对人员造成伤害。运行时电机磁绕组时间常数比较大，可以选择增加2.5倍强电压的方式来减少转矩反向时间。如果电气制动出现越位或者失压等现象后，为降低伤害与损失，也应选择电气制动的方式停车，降低机械带来的强大冲击力。
4 结束语
煤矿井下皮带运输是比较常用的一种运输方式，（下转第260页）（上接第224页）为提高其运行效率而利用PLC，可以更进一步实现运输的自动化，既能保证运输的安全性与效率，同时也可以减少设备的检修，延长了设备的使用年限。
【参考文献】
[1]武福现，高纪磊，李正华.煤矿井下自动化控制在皮带运输中的应用[J].河南科技，2014，15：123-124.
[2]冯世刚.煤矿皮带运输集控系统的设计[D].重庆大学，2013.
[3]黄世顶.东滩煤矿井下皮带机集控改造及应用[D].电子科技大学，2012.
[4]段成军.煤矿皮带运输系统中PLC技术的应用研究[J].科技风，2013，17：120.