三菱PLC在煤矿生产中的应用与探究
三菱PLC在煤矿生产中的应用与探究
【摘　要】随着电子技术和工业自动化技术的发展，为实现矿井各生产系统设备的自动控制和现代化管理提供了良好的技术保障，采用ＰＬＣ技术为操作监控平台，有效的提高了煤矿生产水平和经济效益。
【关键词】工业自动化；PLC；经济效益
１　PLC概述
PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样，以通用或专用CPU作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制。具有如下特点。
1.1　可靠性:对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性
（1）PLC不需要大量的活动组件和接线电子组件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。
（2）PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了MTTR，使可靠性提高。
（3）PLC有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。
（4）PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用 计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。
1.2　易操作性
PLC的易操作性表现在下列几个方面:
（1）操作方便对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻，然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上显示。
（2）编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和了解。采用布尔助记符编程语言时，十分有助于编程人员的编程。
（3）维修方便PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快的到故障的部位，以便维修。
1.3　环境要求低
PLC抗粉尘、抗冲击、抗干扰,适用于恶劣的工业环境。
2　plc的组成PLC技术应用
2.1　PLC在矿井掘进中的应用
矿井掘进系统是煤矿生产过程中一个很重要的环节。它是否正常运行直接影响到整个生产工艺，掘进系统电控环节采用PLC技术控制可提高系统的稳定性。该电控系统功能及优越性如下。
（1）主回路通过改变PLC控制系统和程序，可满足1140V及以下电压供电，改变以往的显示方式，通过设置在操纵箱的大屏幕汉字显示屏能够实时显示系统的工作状态参数和故障，使司机及时掌握机械的工作状况，能够满足对掘进机的控制保护、显示照明及信号等作用。
（2）电控设备具有失压、短路、过载、断相、截割和油泵电动机绕组过热、漏电闭锁、紧急停车、瓦斯超限等保护措施。
（3）采用先进的人机界面设备ET200。与PLC的串口进行自由口协议通讯，增强了系统的可靠性。ET200可以实时监测系统的运行状态，并在其显示屏上显示，方便了现场人员的维护和检修。并且可以直接操作其屏幕下方的六个功能键，实现电机参数的设置和正常启停操作。
（4）煤矿掘进机应用PLC控制，大幅度的减少断电器、接触器等使用，能够可靠、准确、简单地的完成控制操作，并且可以液晶屏通信，将所有的运行情况用友好的界面表示出来，达到实时监控的目的，使生产得以正常、稳定运行。
2.2　PLC在矿井提升中的应用
煤矿矿井提升机是煤矿的重要设备之一,担负着提升煤炭、矸石、下放材料、升降人员和设备的重要任务,是煤矿生产的咽喉，其作用主要体现如下方面：
（1）电控系统的技术性能和可靠性直接影响煤矿的安全生产。以前我国矿用交流提升机大多为TKD型,其控制核心采用继电器、接触器等组成的有触点控制系统。这种控制设备存在触点多、接线复杂、可靠性不高、维护困难等无法解决的缺点。
（2）PLC用处理开关量,替代以前提升机控制系统中众多的继电器、接触器、复杂的连线以及信号显示系统。由于PLC具有可靠、准确、抗干扰能力强、易维护等优点,很好的解决了TKD控制系统无法克服的弊病,从而保证煤矿安全生产并提高生产效率。
（3）基于Windows操作系统,在计算机屏幕上实时动态反映提升机系统的所有运行参数和运行状态,如显示提升速度、提升高度、液压制动系统、装卸载系统和故障信息等画面,能使司机对提升机的运行状况一目了然。
2.3　PLC在胶带运输集控系统中的应用
（1）煤矿胶带机系统一般包括多条输送胶带机、转载胶带机、拣矸胶带机、刮板机、储煤
及装车系统等。
（2）基于PLC的全矿井胶带运输机集中监控系统可以实现联锁控制和单机控制等多种控制模式,可以供操作人员根据现场实际情况灵活选用,确保在系统正常运行时操作灵活、易于维护,在系统出现故障或通讯中断时可以现场控制确保皮带设备的正常运行,提高了系统的稳定性。此外,基于PLC胶带运输机集控系统可实现防止打滑、拉绳、跑偏、纵撕、堆煤等多种保护功能,以便胶带运输机运行出现故障时,系统可以快速地作出反应。
2.4　PLC在井底车场调度系统中的应用
（1）我国煤矿井下车场调度系统大多数采用安全型继电器联锁控制来实现。该控制方式触点多、接线复杂、可靠性不高、维护困难,当矿下巷道拓展,机车线路发生变化时,系统修改工程量巨大,且系统完成功能也受到继电器控制的限制,有些功能不能尽人意。
（2）采用PLC实现了井下道岔、信号灯、信号发送器等设备及信号集中控制,机车运行集中调度、联锁,并在模拟盘实时监视运行状态,从而保证井下机车运输安全,提高运输效率,减轻劳动强度,降低能源消耗。
（3）目前PLC控制技术除上述应用外,还在抽风机控制、压风机控制、水泵控制及矿车自动清洗等多方面得到了应用。而如何将各自独立的PLC控制组成分布式系统共同完成矿井生产系统的监测、控制的方法,形成比较先进的整体控制方案,是一个值得探讨的问题。
３　整体控制方案
３．１　利用PLC控制器具有的模块化、可扩展性和通信联网功能,将矿井已采用的各自独立的PLC控制系统通过工业以太网以及协议的转化集成在同一个数据网络中,构成三层网络结构来实现整个矿井的监测、控制。
３．２　将采用PLC控制技术的各监控分站,根据控制网络按生产关系和物理位置连接为一个统一的控制层(ControINet)网络。主干采用光纤传导模式与调度中心通过62.5/125μm光缆连接,构成整个控制层网络。ControINet网络采用并行时间域多路存取(CTDMA)加隐性令牌技术来控制节点对总线的访问,采用通用工业协议CIP保证它的上层协议通信。
３．３　调度中心是全矿安全生产的监控指挥中心,所有的控制信息在这里汇总并由此发布。根据控制网结构,设置若干台监控主机,互为热备,分别连接ControlNet与EtherNet网关中的接
口模块,而EtherNet接口模块接入矿局域网交换机,两种接口模块间经由ControlLogix网关背板直接通讯,完成ControlNet和EtherNet的互联互通。数据上传矿信息网后,可实现在办公终端监视生产过程,供决策部门和管理部门掌握生产最新动态。
４　结语
煤矿生产中采用PLC控制，大量减少断电器、接触器等和使用，能够可靠、准确、简单地的完成控制操作．有效提高煤矿电气系统有效性、安全性，并且可以与汉字显示屏ET200通信．将所有的运行情况用友好的界面表示出来，达到实时监控的目的，使生产得以正常、稳定运行。
【参考文献】
［１］姜玉柱.可编程器原理及应用[Ｍ].煤炭工业出版社，2009，2．
［２］段浩钧.矿山电力拖动与控制[Ｍ].中国矿业大学出版社，2004，10．
［３］郭艳萍,等.电气控制与ＰＬＣ实训[Ｍ].北京师范大学出版社，2008，6．

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。