试论PLC在矿井提升机电控系统的应用|矿井提升机电控系统设计

时间：2019-06-02 03:19:11　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　矿山生产中一个关键性的设备就是矿井提升机，它对矿井的安全生产起到一个保障作用，有着重要的国民经济意义。随着 IT技术的高速发展，用计算机技术控制煤矿的生产过程中的各环节如提升、运输、排水等，尤其是提升，已经发展成为一种必然趋势。可编程序控制器（以下简称 PLC）是专门为煤矿专工业现场配置的计算机，它的可靠性很好，抗干扰性的能力也很强，而且编程直观，适应性也非常好，功能完善，接口功能强等特点，这些特点成为了 PLC 技术能够发展迅速的关键所在。近几年来， PLC 技术及其相应的控制模块成为了几乎所有的电控设备制造厂家所青睐的对象，这样既能够保证电气控制设备的高技术性能又能够使得系统更加可靠，同时也形成了矿井提升机电气控制系统。改革开放以来 ,我国矿井提升机电控系统的研究、设计、制造和使用都取得了长足的进步。在80年代以前，绝大多数矿井提升机采用绕线式异步电动机转子回路串电阻的交流调速系统，而少数则采用发电机一电动机直流调速系统。90年代以来投产的中、大型矿井的提升机多数采用磁场换向的晶闸管直流可逆调速系统，也有少数矿井采用代表当前先进水平的交——交变频的现代交流调速系统。
　　一、PLC系统的主要功能
　　可编程控制器(PLC)是一种比较完善的运用数字运算的操作子系统，主要应用于设计工业环境下的应用系统。可编程序的存贮器可以通过多种方式进行控制各种类型的机械或生产过程，比如数字的、模拟的输入和输出等方式。PLC具有很多的优点和优势，例如通用性强、抗干扰能力强、可靠性高、使用方便、编程简单等。在工业控制领域中，随着计算机技术的不断发展，PLC控制技术在工业控制领域的应用必将会成为世界科技发展的必然趋势。PLC还具备监控和自诊断功能：即在系统发生异常时自动停止运行并发出报警信号，能通过软件进行故障检测和程序校验。
　　二、矿井提升机中PLC技术的应用
　　(1)工艺控制。由于 PLC 编程方便、灵活和功能完善。将其于工艺流程控制时, 并非仅将原继电器控制系统中的开关量简单地用 PLC 的逻辑关系替代, 而是采用多重联锁和可靠的检验,构成功能完善的监视与控制系统,以保证提升工艺流程控制与联锁的高可靠性,且便于操作和进行故障诊断处理。
　　(2)行程控制。提升机的行程控制, 实质上是位置控制,保证提升容器在预定地点准确停车。为了减少钢丝绳及设备的动态冲击, 并考虑到副井提升时人的感受，一般采用加速度控制。工艺允许时,最好实现无爬行控制,以减少提升时间，提高生产效率。目前，常用的方法是由 PLC构成数字式行程给定装置,通过光一电增量式转角一脉冲变换器, 经PLC采集、处理并计算出位移, 输出速度给定信号。
　　(3)监视系统。提升过程的监视，最重要的是提升行程终端的监视,即减速段速和过卷监视,及等速段超速监视,实现方式多为 PLC构成的电子式装置加井筒开关。为保证提升机运行的高度安全性，监视系统一般具有如下特点：1、终端监视装置是独立于提升机速度控制系统之外的安全监视装置。2、PLC构成的电子式装置由两套相同的系统构成安全可靠的冗余系统。3、具有全行程速度连续监视、停车位置监视和运行方向监视等功能。
　　(4)安全回路。在矿井提升机中, 安全回路是最为得要的。一般说来, 提升机的故障处理方式有3种：1、故障信号预报, 如润滑油压异常、主电动机轴承过热等；2、事故停车,即完成本次提升后闭锁，如开车过程中安全门打开、调零电机故障等; 3、紧急停车, 即立即进行电气和机械制动。停车后系统闭锁，如两终端超速、运行错向等。安全回路应具有完善的故障监视功能。使无论是提升，还是安全回路本身出现故障时,都能确保实施安全制动。
　　(5)制动系统。制运系统除要保证可靠地实现工作制动外，还要完成对制动用液压站的控制及对制动系统中其它环节的监视。由于其技术要求与安全回路相似,故一般由 2台高可靠性的 PLC构成，当其中任一台发生故障时仍可保证制动阀可靠动作,且每台 PLC的输出模块都由另一台 PLC的输入模块进行监视。
　　(6)调速系统。将 PLC的开关量控制与模拟式调节系统结台在一起, 实现对变流装置的所有开关电器的“分”、“合”控制, 对模拟调建系统中各调节器的制制,对无环流可逆装置的逻辑转换控制以及调控制系统的多种自检功能、参数随机设定功能等。
　　(7)信号系统。矿井提升机的信号系统大体上可分为信号输入、信号输出及保护系统 3部分。将去向信号、开车命令及提升类别信号送入 PLC的输入端, 经处理输出各种指令或保护信号。
　　结语
　　诸多实践证明，用 PLC 技术代替传统的继电器——接触器控制系统,不但可以加强系统的控制功能，加强系统对故障的判别能力, 而且也将极大地提高系统的安全可靠性和生产效率；而在现有系统的基础上进一步扩充网络功能和基于先进策略的控制技术将是矿井提升机电控系统的发展方向。综上所述，在实际运用过程中，矿井提升控制系统的稳定、可靠，这些基本满足了控制自动化要求，而且还能够使得产品的品质得到进一步提高 PLC 技术在矿井提升控制系统中应用，变现出了多方面的特点，这样不仅促进了矿井提升机电控系统的进一步发展，也为国民经济的发展做出了贡献。
　　
　　参考文献:
　　[1]刘敏.可编程序控制器技术[M].北京：机械工业出版社， 2001.
　　[2]李利青，李爱旺.PLC 在矿井提升机控制系统中的应用[J ].煤矿机电，2007.
　　[3]王玉中. 基于 PLC技术的交流提升机电控系统改造[J ]煤炭科学技术, 2005 , 33( 11): 41
　　

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