plc控制技術(shù)在煤礦電氣控制中的應(yīng)用

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PLC控制技術(shù)在煤礦電氣控制中的應(yīng)用LOWCARBONWORLD2014/8能源·地礦魏【摘甘肅省平?jīng)鍪?44112）（華亭煤業(yè)集團(tuán)有限公司山寨煤礦，曉要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦現(xiàn)代化設(shè)備也在不斷進(jìn)步，而隨著開采難度和要求的不斷加大，煤礦產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)電設(shè)備的要求也在不【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】（2014）2095-206615-0153-02進(jìn)入21世紀(jì)以后，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展給各行各業(yè)都帶來了便利，煤礦產(chǎn)業(yè)也不例外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦產(chǎn)業(yè)中所運(yùn)用到的機(jī)電設(shè)備也與時(shí)俱進(jìn)，不斷體現(xiàn)著科技的魅力。其中一項(xiàng)重要的技術(shù)就是PLC的控制技術(shù)，通過這項(xiàng)技術(shù)，煤礦電氣控制取得了很好的應(yīng)用效果，本文將對(duì)此展開討論。1PLC技術(shù)的含義根據(jù)國際電工的相關(guān)說明，PLC控制技術(shù)是一種操作數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，它的運(yùn)行主要是依靠編程來實(shí)現(xiàn)的，通過編程之后便可對(duì)各種生產(chǎn)過程或者機(jī)械進(jìn)行全方位的控制。PLC控制技術(shù)相比其他技術(shù)來說，具有很多顯著的優(yōu)勢(shì)，首先它——————————————————————————————————————————————— 的擴(kuò)展性能非常優(yōu)越，在進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)建時(shí)比其他控制技術(shù)更加快捷簡(jiǎn)便，而且它的維護(hù)相對(duì)來說也比較容易。同時(shí)該控制技術(shù)的設(shè)備采用的接線端子是可拆卸的，這樣它全部的模塊都可以實(shí)現(xiàn)帶電插拔，在對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和模塊更換時(shí)相對(duì)來說就很容易。同時(shí)該系統(tǒng)采用了先進(jìn)的不間斷UPS系統(tǒng)供電模式，這樣可以有效避免因?yàn)橥蝗粩嚯姸斐傻馁Y源和數(shù)據(jù)損失，確保數(shù)據(jù)具有高度的安全性，同時(shí)系統(tǒng)也有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，這樣一來也有利于延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用時(shí)間。該系統(tǒng)同時(shí)具備在線編輯的功能，如果工藝的流程出現(xiàn)了變化，那么操作人員就可以根據(jù)實(shí)際情況來更改相應(yīng)設(shè)備的啟動(dòng)順序，這樣可以保證工作的高效性。2PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制中的應(yīng)用2.1提升機(jī)利用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)全載全自動(dòng)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC控制技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了很大的進(jìn)步，在此基礎(chǔ)上，人們開始對(duì)礦山老舊提升機(jī)的改造，其中最重要的是對(duì)原繼電器控制進(jìn)行改造，人們最主要利用的是可編程控制器和大功率晶閘管變流器這兩樣系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)改造，具體的操作步驟如下所示：①要確定需要進(jìn)行保留的部分，主要是直流主電機(jī)和一部分提升機(jī)機(jī)械，通過實(shí)驗(yàn)確保礦山老舊提升機(jī)的這些原有部件能夠按照要求持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。②將老舊操作臺(tái)搬走，并將新的操作臺(tái)安置在合理的位置上，對(duì)電樞回路進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)整，確定轉(zhuǎn)換刀閘的情況，如果需要添加就立刻根據(jù)要求添加，并利用新舊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)刀閘的轉(zhuǎn)換，這樣做可以快速將新舊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換工作完成。在對(duì)新老系統(tǒng)轉(zhuǎn)換進(jìn)行——————————————————————————————————————————————— 控制時(shí)，一般是采用多路航空插頭，這樣做同時(shí)可以對(duì)提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的潤(rùn)滑油泵進(jìn)行有效地控制。在此基礎(chǔ)上，新系統(tǒng)需要一段時(shí)間的調(diào)試才可投入工作，而老系統(tǒng)在這個(gè)時(shí)候依舊可以繼續(xù)工作，這樣如果新系統(tǒng)調(diào)試中出了問題，老系統(tǒng)就可以直接頂上，而且根據(jù)礦山的不同情況，有些老系統(tǒng)甚至需要永久的保留。在進(jìn)行系統(tǒng)的改造安裝時(shí)，要注意維護(hù)技術(shù)人員的選擇，最好聘用那些長(zhǎng)期工作的技術(shù)人員，確保他們?cè)谡麄€(gè)安裝改造過程中都參與進(jìn)來，這樣可以對(duì)安裝改造的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，而在未來進(jìn)行維護(hù)時(shí)，這些技術(shù)人員對(duì)于系統(tǒng)也會(huì)更加得心應(yīng)手。在進(jìn)行安裝時(shí)，要注意電控監(jiān)測(cè)的推進(jìn)，確保井筒位置開關(guān)、行程和不同機(jī)械潤(rùn)滑制動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)都在嚴(yán)格的監(jiān)控之下，這樣在進(jìn)行新系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)，就可以剩下不少時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的調(diào)試。在檢測(cè)和校準(zhǔn)傳感器時(shí)，最好利用在線送電測(cè)試，這樣可以對(duì)測(cè)量的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，確保每個(gè)參數(shù)和提升系統(tǒng)的實(shí)際可以一一對(duì)應(yīng)，避免出現(xiàn)誤差。對(duì)老系統(tǒng)提升的每一個(gè)部分持續(xù)的運(yùn)行過程進(jìn)行全方位的監(jiān)控，這樣可以為之后的一次性切換提供便利，確?？梢砸?!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!巖土工程師負(fù)責(zé)制。加強(qiáng)技術(shù)人員、管理人員的培訓(xùn)，尤其針對(duì)設(shè)計(jì)、施工的培訓(xùn)，以滿足巖土工程市場(chǎng)的需求。③注重環(huán)境和工程的共同作用。由于環(huán)境受工程建設(shè)的影響，尤其是在工程施工、運(yùn)營的過程中，可能出現(xiàn)各種巖土問題，必須進(jìn)行重復(fù)論證和預(yù)測(cè)，采用相應(yīng)的治理措施。④還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目的勘察綱要與合同的日常審查——————————————————————————————————————————————— 與監(jiān)督。在實(shí)際的巖土工程勘查中，如有必要，聘請(qǐng)專業(yè)監(jiān)理部門負(fù)責(zé)監(jiān)督，避免出現(xiàn)不規(guī)范作業(yè)、編制虛假記錄、不按相關(guān)規(guī)定布孔等行為現(xiàn)象的發(fā)生。加強(qiáng)勘查技術(shù)人員的專業(yè)技能的培訓(xùn)，減少勘察活動(dòng)中的違規(guī)行為，提高勘察成果的科學(xué)性，為工程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。除了要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘查工作之外，還應(yīng)做好周邊環(huán)境條件的調(diào)查了解，為后續(xù)工作提供充足依據(jù)。強(qiáng)化勘察市場(chǎng)管理、建立，大力推行監(jiān)理機(jī)制，強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)，注重環(huán)境和工程的共同作用，以確保巖土勘察工程的正常、合理的運(yùn)行。鑒于巖土工程勘察相關(guān)問題對(duì)于巖土工程勘察行業(yè)發(fā)展的重要性，因此，本文研究這個(gè)課題具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。參考文獻(xiàn)低碳世界LOWCARBONWORLD5結(jié)束語綜上所述，巖土工程勘察工作對(duì)于建筑工程來說至關(guān)重要，建筑工程設(shè)計(jì)、施工離不開巖土勘察，必須充分了解巖土工程中易出現(xiàn)的巖土問題，制定相應(yīng)的解決對(duì)策并落實(shí)到位，[1]康朝勇.淺析巖土工程勘察中常見的問題及對(duì)策[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（14）：129~131.[2]王曉偉，趙志強(qiáng)，楊蘇楠.淺談巖土工程勘察中出現(xiàn)的幾個(gè)問題及解決方案[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（05）：292~293.[3]周永剛，趙詩堂.巖土工程勘察過程中的問題及原因分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（06）：194~195.——————————————————————————————————————————————— 收稿日期：2014-6-17作者簡(jiǎn)介：代振昌（1974-），男，貴州印江人，工程師，本科，主要從事巖土勘察工作。153能源·地礦步到位。裝卸載系統(tǒng)的在線調(diào)試工作也需要通過可編程控制器來實(shí)現(xiàn)，這樣做可以有效縮短全面調(diào)試的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)裝卸載和提升信號(hào)系統(tǒng)控制的一次性調(diào)試，使得繁瑣的工作變得系統(tǒng)、簡(jiǎn)單、有條理。還需要對(duì)傳動(dòng)回路中閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行動(dòng)態(tài)性的試驗(yàn)，確保系統(tǒng)的各參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，從而使之后全系統(tǒng)的空載和重載的調(diào)試可一次性順利完成。在完成這些工作之后，要將整個(gè)礦井的機(jī)電設(shè)備停止，空出兩天左右的時(shí)間進(jìn)行全系統(tǒng)的空載試運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行無誤檢驗(yàn)合格之后，在將煤礦裝載到設(shè)備中去，進(jìn)行重載試運(yùn)行，確保系統(tǒng)沒有任何誤差。這樣就實(shí)現(xiàn)了礦山老舊提升機(jī)的改造過程，從而使全自動(dòng)提升在礦山應(yīng)用開來。2.2帶式輸送機(jī)的PLC應(yīng)用帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)主要是由兩部分組成，信號(hào)采集系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)。信號(hào)處理系統(tǒng)主要包括了PLC、工控機(jī)和人機(jī)界面等等。由于煤礦井的環(huán)境比較惡劣，因此存在不少電磁干擾。PLC系統(tǒng)的配置較為靈活，可靠性也比較高，在惡劣環(huán)境中也有很好的適應(yīng)性，也有很好的抗干擾性。比如PLC系統(tǒng)為S7-200系列的CPU226，擴(kuò)展模塊采用了EM231模擬量輸入模塊。PLC——————————————————————————————————————————————— 的工作主要是采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并通過相應(yīng)的運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制，并將信號(hào)發(fā)給上位機(jī)從而完成對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。模擬量輸入模塊、PLC和工控機(jī)組成了控制系統(tǒng)軟件，而軟件程序則分成系統(tǒng)保護(hù)和系統(tǒng)控制兩個(gè)部分。操作系統(tǒng)分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種，自動(dòng)操作系統(tǒng)可以通過工控機(jī)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的啟動(dòng)和停止，并根據(jù)采集到的信號(hào)來進(jìn)行報(bào)警和互鎖，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可以自動(dòng)停止，并發(fā)出聲光警告。當(dāng)手動(dòng)操作時(shí)，操作員可以對(duì)任意設(shè)備進(jìn)行操縱，系統(tǒng)可以對(duì)每條輸送帶進(jìn)行狀態(tài)設(shè)置，在互鎖的狀態(tài)下，可以按照設(shè)置的順序進(jìn)行設(shè)備的啟停。2.3井下風(fēng)門的PLC技術(shù)應(yīng)用在正常的情況之下，風(fēng)門兩側(cè)空氣是有一定的壓力差距的，而且一般風(fēng)門有很大的面積，如果要進(jìn)行開啟，則需要大概40kg左右的壓力，而如果風(fēng)門實(shí)現(xiàn)了開啟，那么壓力就會(huì)相應(yīng)的有所減小，大約在35kg左右，這樣風(fēng)門就無法繼續(xù)打開，無形中就增加了打風(fēng)門的困難。所以為了能夠有效避免這個(gè)狀況，相關(guān)的研究者專門設(shè)計(jì)了一種氣缸傳動(dòng)帶風(fēng)門，這樣可以借助小風(fēng)窗的幫助來減少風(fēng)門開啟的困難性。但是根據(jù)相關(guān)的風(fēng)門開啟情況發(fā)現(xiàn)，某一公司的井下風(fēng)門開啟的工作原理和氣缸傳動(dòng)帶風(fēng)門有些相似，該公司主要是利用電動(dòng)風(fēng)門，其工作的主要原理如下：系統(tǒng)會(huì)根據(jù)工作的具體情況發(fā)出控制的信號(hào)，隨后電磁閥會(huì)操作油缸使其產(chǎn)生活塞運(yùn)動(dòng)，這樣就可以順利實(shí)現(xiàn)電動(dòng)風(fēng)門的開啟，當(dāng)風(fēng)門開啟的角度達(dá)到90——————————————————————————————————————————————— °時(shí)，開啟運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止，而此時(shí)行人和車輛均可以順利通過。當(dāng)需要將風(fēng)門關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)同樣會(huì)首先發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，在信號(hào)的催動(dòng)下，電磁閥會(huì)改變?cè)械姆较?，朝著相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而此時(shí)油缸活塞在電磁閥的控制下會(huì)向回運(yùn)動(dòng)，這樣風(fēng)門會(huì)隨之慢慢關(guān)閉，直到最后完全封閉。2.4主扇風(fēng)機(jī)的PLC應(yīng)用D通風(fēng)機(jī)的起?？刂埔卜譃槭謩?dòng)和自動(dòng)兩種，主扇風(fēng)機(jī)作LR為礦井中的一個(gè)重要設(shè)備，每一個(gè)操作都必須確保安全性。在OW自動(dòng)模式中，工控機(jī)會(huì)向PLC發(fā)出相應(yīng)的指令，再由PLC根NO據(jù)程序進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。如果是手動(dòng)模式，那么PLC的信號(hào)BR會(huì)被封鎖，所以必須讓專業(yè)的人員操作。在該程序中國，PLCAC會(huì)對(duì)輸入點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)掃描，將風(fēng)門狀態(tài)和溫度巡檢儀的繼電WO器信號(hào)進(jìn)行讀取，將模擬量輸入信號(hào)進(jìn)行讀取，其中包括了震L界動(dòng)參數(shù)、風(fēng)量信號(hào)和負(fù)壓、甲烷濃度。執(zhí)行相應(yīng)的程序，并把得世碳到的數(shù)據(jù)和警戒限額進(jìn)行比較，如果超出限額，則進(jìn)行報(bào)警。低將智能電參數(shù)模塊的自由口通訊進(jìn)行處理，并將電參數(shù)輸入，154LOWCARBONWORLD2014/8通過PLC檢查自身的硬件。在正常的工作情況下，要每月倒換一次風(fēng)機(jī)，反風(fēng)的情況更少，因此一般這種時(shí)候要使用PLC進(jìn)行檢測(cè)，將數(shù)據(jù)和警戒限額進(jìn)行比較。2.5主排水泵的PLC應(yīng)用PLC在主排水泵主要要實(shí)現(xiàn)控制功能、保護(hù)功能、實(shí)時(shí)顯——————————————————————————————————————————————— 示參數(shù)信息功能和遠(yuǎn)程通訊及監(jiān)控功能，還有合理的調(diào)度。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由六個(gè)部分構(gòu)成：監(jiān)控組態(tài)軟件、通訊接口及網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)采集終端及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、信號(hào)采集裝置、機(jī)房設(shè)備及電控設(shè)備、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)可以分為3個(gè)層次：地面監(jiān)控主站層、PLC控制和通訊管理層、機(jī)械設(shè)備層。比如山寨煤礦1150主排水泵房采用了西門子S7-300型的PLC，性能比較穩(wěn)定，而且不會(huì)出現(xiàn)較大的故障，在進(jìn)行故障診斷和保護(hù)設(shè)備時(shí)有很強(qiáng)的完備性，而且設(shè)備留下了人工控制的方式，因此如果PLC出現(xiàn)了故障仍然可以啟動(dòng)水泵。通過西門子觸摸屏TP720，可以完成一系列功能，比如系統(tǒng)巡查、控制方式轉(zhuǎn)換、界面切換和故障復(fù)位等等。2.6設(shè)備集中控制的PLC應(yīng)用PLC在煤礦企業(yè)設(shè)備集中控制好系統(tǒng)中的應(yīng)用主要在以下兩個(gè)方面：綜采工作面設(shè)備集中控制系統(tǒng)，煤礦綜采工作面主要包含的設(shè)備有采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、泵站及帶式輸送機(jī)等設(shè)備，根據(jù)綜采工作面生產(chǎn)工藝流程，采用PLC集中控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)綜采工作面設(shè)備開停集中控制、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)的集中監(jiān)視，從而大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，確保綜采工作面安全生產(chǎn)。另外PLC集中控制系統(tǒng)還大量應(yīng)用到煤炭地面篩分系統(tǒng)設(shè)備的控制，由于煤炭篩分系統(tǒng)包含的設(shè)備點(diǎn)多面廣，往往需要建立PLC集中控制系統(tǒng)主站，還需建立多個(gè)PLC系統(tǒng)分站，各分站與PLC——————————————————————————————————————————————— 主站進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)煤炭地面篩分系統(tǒng)設(shè)備的集中控制，通過集中控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)順煤流停車和逆煤流起車的控制功能，并實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，并在系統(tǒng)中設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并根據(jù)故障類型實(shí)現(xiàn)順煤流停車，從而避免堆煤堵塞的情況的發(fā)生。3結(jié)束語在煤礦機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)中采用PLC控制技術(shù)，可以有效提高系統(tǒng)運(yùn)行功能，保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)可提高生產(chǎn)效率，降低礦井生產(chǎn)成本，克服繼電器控制存在的缺點(diǎn)。通過對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行信息的監(jiān)控，完成信息綜合和預(yù)警報(bào)告，大大降低了礦井機(jī)電設(shè)備故障率，能夠滿足煤礦企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營要求，在未來的煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中，PLC技術(shù)將發(fā)揮更大的作用。參考文獻(xiàn)[1]高世鷹，趙亞軍.PLC控制技術(shù)在礦山電氣控制中的應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技，2013，12：136.[2]鄒國清.電氣與PLC控制技術(shù)在煤礦安裝的應(yīng)用[A].中國煤炭學(xué)會(huì)煤礦自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)、中國煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)信息與自動(dòng)化專家委員會(huì).煤礦自動(dòng)化與信息化———第21屆全國煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議暨第3屆中國煤礦信息化與自動(dòng)化高層論壇論文集（下冊(cè)）[C].中國煤炭學(xué)會(huì)煤礦自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)、中國煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)信息與自動(dòng)化專家委員會(huì)，2011：3.[3]聶少莉.淺談PLC控制技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，07：45.收稿日期：2014-6-26作者簡(jiǎn)介：魏曉（1971-），工程師，本科，主要從事煤礦供用電——————————————————————————————————————————————— 及電氣技術(shù)管理工作?！?/p>