淺析煤礦提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1、<p>　　淺析煤礦提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用</p><p>　　【摘要】PLC技術(shù)在控制系統(tǒng)中的使用大大地提高了提升機(jī)的控制性能，也提高了系統(tǒng)自動(dòng)化水平和安全可靠性，有利于提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，促進(jìn)礦井的安全、和諧、健康發(fā)展。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù)；自動(dòng)化控制系統(tǒng) </p><p>　　一、PLC與傳統(tǒng)的繼電器的區(qū)別 </p&

2、gt;<p>　?。?）傳統(tǒng)的繼電器控制就開(kāi)關(guān)問(wèn)題能夠很好的進(jìn)行控制工作，但是PLC則不僅可對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行有效控制，還能對(duì)模擬量進(jìn)行控制，同時(shí)與計(jì)算機(jī)形成全面的網(wǎng)絡(luò)，順利完成對(duì)不同級(jí)的積極控制。 </p><p>　?。?）傳統(tǒng)的繼電器控制線(xiàn)路的組成是諸多的硬件繼電器，而PLC放棄硬件繼電器選用很多“軟繼電器”來(lái)組成系統(tǒng)。正常來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)繼電器的成分使其擁有強(qiáng)大的抗外界干擾的能力，然而由于加入了大量的機(jī)

3、械觸點(diǎn)，從而使得物理方面機(jī)械疲勞、塵埃的隔離性及電弧帶來(lái)的波動(dòng)，系統(tǒng)程度直線(xiàn)下降。PLC采用邏輯運(yùn)算微電子來(lái)進(jìn)行無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)技術(shù)，難度復(fù)雜系數(shù)相對(duì)較大的由PLC內(nèi)部運(yùn)算器進(jìn)行控制完成，所以其具有較長(zhǎng)的使用周期，穩(wěn)定性較高。（3）容易操作簡(jiǎn)單的編程和更為直觀(guān)編程。這種可以引入程控器更利于該程序面向用戶(hù)，進(jìn)行市場(chǎng)推廣，使用梯形圖語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的全部過(guò)程。 </p><p>　?。?）擁有較好的適應(yīng)性能。繼電器控制主要還

4、是通過(guò)硬件將元件之間連接起來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)工作程序，只能在線(xiàn)路中實(shí)現(xiàn)控制功能。然而PLC的控制功能則不是通過(guò)線(xiàn)路而是編程來(lái)決定工作流程。當(dāng)有要求對(duì)控制進(jìn)行修改更新時(shí)候，則只需要將程序修改為匹配即可。使用很是方便靈活。特別值得一提的是，可編程控制器產(chǎn)品正向著更為符合量化標(biāo)準(zhǔn)的方式執(zhí)行，目前已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化。進(jìn)行遠(yuǎn)程方面的基本控制。 </p><p>　　（5）功能方面很強(qiáng)大，接口組織技術(shù)完善。當(dāng)今引用模擬和數(shù)

5、字的雙料輸出輸入程序使可編程控制器具有更為細(xì)致化的功能運(yùn)轉(zhuǎn)、邏輯和算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、自檢、記錄和顯示等功能。在控制水平上有了進(jìn)一步的提升，接口處給用戶(hù)提供了更為廣闊的發(fā)揮使用空間，在各種設(shè)備之間可以進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)換和連接，現(xiàn)可以與傳統(tǒng)的繼電器接觸器及電磁閥等進(jìn)行直接連接，使用更為方便和兼容。 </p><p>　?。?）在繼電器控制線(xiàn)路中，當(dāng)電源接通時(shí)線(xiàn)路中各繼電器都處于受制約狀態(tài)。在PLC中，各“軟

6、繼電器”都處于周期性循環(huán)掃描接通中，每個(gè)“軟繼電器”受制約接通的時(shí)間是很短暫的。 </p><p>　　二、PLC控制系統(tǒng) </p><p>　　PLC作為控制核心和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主站，它承擔(dān)著整個(gè)提升機(jī)電控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)值運(yùn)算、信號(hào)處理、通信控制、系統(tǒng)管理及自檢、診斷等任務(wù)，其在電控系統(tǒng)中的位置非常重要。通常需要配置不少于兩套的PLC，一套為主控PLC，另一套為監(jiān)控PLC，二者互為監(jiān)視、

7、比較和備用。同樣兩套PLC，最為先進(jìn)的是按全級(jí)別熱備冗余（電源冗余、CPU冗余、控制網(wǎng)絡(luò)冗余、上位計(jì)算機(jī)冗余等）配置和采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通信。PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展新動(dòng)向。 </p><p>　?。?）主CPU時(shí)刻更新備用CPU，主CPU故障時(shí)，備用CPU能給切換（小于10ms）。這就意味著雙CPU在任何時(shí)刻都具有完全相同的程序、狀態(tài)而熱備冗余，從而具有最高級(jí)別的系統(tǒng)可靠性。 </p><p&g

8、t;　　（2）熱備冗余的切換，不影響系統(tǒng)操作和運(yùn)行、不丟失數(shù)據(jù)和程序、不導(dǎo)致增量輸出和誤動(dòng)作，最大限度地避免了因硬件故障而造成的停機(jī)現(xiàn)象。 </p><p>　?。?）每個(gè)CPU上集成有以太網(wǎng)接口（可冗余配置），能很方便地連接上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可作為操作員站、工程師站、管理站及更高層次的應(yīng)用?？刂破魇前礃?biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議通信、編程及組態(tài)，傳輸速率達(dá)l0Mbids，符合當(dāng)今自控領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)與“信息高速公路”相結(jié)合的發(fā)展主

9、流。 </p><p>　?。?）每個(gè)CPU上集成有兩個(gè)RS-232C接口，可以按Modbus協(xié)議與第三方的只能設(shè)備通信，如與高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的電力監(jiān)控單元通信，能方便地實(shí)現(xiàn)四遙（遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)）功能而無(wú)需增加任何硬件開(kāi)銷(xiāo)。 </p><p>　?。?）可擴(kuò)展的通信接口，能方便地與全數(shù)字直流傳動(dòng)、交頻器等通信，傳動(dòng)控制將不再依賴(lài)I/0信號(hào)，而是借助數(shù)據(jù)報(bào)文過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，J十且通信介

10、質(zhì)采用光纜，具有最高級(jí)別的抗十?dāng)_能力。 </p><p>　　三、控制保護(hù)PLC功能 </p><p>　　控制保護(hù)PLC根據(jù)外部輸人的有關(guān)開(kāi)關(guān)量、模擬量、光電編碼器脈沖等信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算、數(shù)值運(yùn)算，完成提升機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、停車(chē)等整個(gè)提升過(guò)程的運(yùn)行控制及保護(hù)，主要功能有：行程控制、提升控制及中間閉鎖、安全回路控制、井筒信號(hào)控制及聯(lián)鎖、過(guò)卷監(jiān)視及控制、速度監(jiān)視及控制、速度包絡(luò)線(xiàn)監(jiān)視及控制、逐

11、點(diǎn)的速度監(jiān)視及控制、液壓站控制和恒減速控制、鋼絲繩滑動(dòng)監(jiān)視及控制、傳動(dòng)裝置監(jiān)視及控制、閘瓦磨損監(jiān)視及控制、電源故障監(jiān)視及控制、控制系統(tǒng)故障監(jiān)視、報(bào)警及控制、故障診斷、記錄、過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、錯(cuò)向保護(hù)等功能，為了提高PLC控制保護(hù)功能的可靠性，對(duì)于關(guān)鍵的故障監(jiān)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)采取多通道、多元件及軟件、硬件并用等手段，實(shí)現(xiàn)“多重化”的控制保護(hù)功能。 </p><p>　　四、數(shù)字提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用 </p

12、><p>　?。?）數(shù)字化的調(diào)節(jié)操作。數(shù)字化的調(diào)節(jié)是以 PLC 為主要核心構(gòu)件，對(duì)于機(jī)器的保護(hù)可以說(shuō)是很全面，外圍設(shè)備也做到了一定的水平。其主要工作優(yōu)勢(shì)是能夠使提升機(jī)的工作速度加快以及對(duì)電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)，另外能夠?qū)﹄娐分械幕芈菲鸬奖Ｗo(hù)作用。 </p><p>　?。?）安全、可靠的網(wǎng)絡(luò)化控制。整體的電力控制部分是借助網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通來(lái)進(jìn)行有效的交流和信號(hào)傳送，需要注意的是要將現(xiàn)場(chǎng)的各種客觀(guān)條件考慮到設(shè)

13、備安裝過(guò)程中，要盡量保證成本的最低消耗。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的傳輸能夠最大程度降低傳送信息的時(shí)間及能夠保證穩(wěn)定性。新增加的 PLC 在安裝到使用中不僅能夠使其特有的基本功能得以發(fā)揮，另外還能夠代替原有的繼電器發(fā)揮同樣的作用。通過(guò)對(duì)基本程序的電子化數(shù)字化的匹配豐富來(lái)實(shí)現(xiàn)使用傳統(tǒng)繼電器無(wú)法完成的一些操作。 </p><p>　　五、PLC技術(shù)在煤礦提升機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 </p><p>　　近年來(lái)

14、，我國(guó)的變頻技術(shù)發(fā)展迅速而且日益成熟，調(diào)速更加的方便，性能更加的優(yōu)良而且具有較高的可靠性，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域?？删幊炭刂破鳎≒LC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，能夠進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制以及算數(shù)運(yùn)算等操作，具有適應(yīng)性強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、抗十?dāng)_強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。采用PLC控制變頻器，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，提升機(jī)制動(dòng)更加平穩(wěn)，操作更加簡(jiǎn)單，提高了控制精度，降低了生產(chǎn)過(guò)程中的故障率。下面是闡述PLC在安全回路控制中的應(yīng)用。PLC的安全回路設(shè)計(jì)主要是

15、出現(xiàn)機(jī)械、電氣故障，控制提升機(jī)進(jìn)人安全保護(hù)狀態(tài)，確保工作人員和設(shè)備的安全，主要有以下幾種保護(hù)措施：（1）報(bào)警顯示。會(huì)在工作參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，如當(dāng)冷卻器溫度過(guò)高時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警顯示。（2）二次不能開(kāi)車(chē)。當(dāng)提升機(jī)的設(shè)備出現(xiàn)異常，有電機(jī)繞組過(guò)熱，提升機(jī)不能進(jìn)行再次的啟動(dòng)。（3）立即電氣制動(dòng)。當(dāng)提升機(jī)在工作中，出現(xiàn)故障時(shí)，提升機(jī)將立即進(jìn)行制動(dòng)，停止運(yùn)行。（4）立即安全制動(dòng)。安全制動(dòng)是保護(hù)系統(tǒng)的最后環(huán)節(jié)，當(dāng)提升機(jī)或是安全回路本身出現(xiàn)故障時(shí)都能準(zhǔn)

16、確地實(shí)施安全制動(dòng)。 </p><p><b>　　六、結(jié)論 </b></p><p>　　隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展和PLC技術(shù)水平的提高，PLC技術(shù)在提升機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)字監(jiān)控器也逐漸取代了機(jī)械式監(jiān)控器和井筒開(kāi)關(guān)，并作為提升機(jī)安全運(yùn)行的后備保護(hù)，在提升機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮的作用也越來(lái)越大。PLC技術(shù)在控制系統(tǒng)中的使用大大地提高了提升機(jī)的控制性能，也提高了系

17、統(tǒng)自動(dòng)化水平和安全可靠性，有利于提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，促進(jìn)礦井的安全、和諧、健康發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]何浩. PID技術(shù)在選煤自動(dòng)化控制方面的使用[J]. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2013，05：121-122. </p><p>　　[2]杜玉發(fā). PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中應(yīng)用研究[J].