基于PLC的分布式控制系统及现场总线技术在煤矿胶带运输系统中的应用

周学亮

摘要：煤矿生产规模不断扩大，使得胶带运输系统分布更加广泛、变化更加频繁、信息更加分散，它的安全高效运行意义重大，基于PLC的分布式控制系统及现场总线技术，充分的适应了煤矿胶带运输系统的结构特点和运行方式，分散控制、集中管理，使得煤矿胶带运输系统运行更加安全可靠。

关键词：煤矿 运输 PLC 分布式 控制

中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0071-01

煤矿胶带运输系统是煤矿生产的重要环节，它的安全高效运行受到很大的重视，现在煤矿生产规模不断扩大，使得胶带运输系统分布更加广泛、变化更加频繁、信息更加分散，因此对胶带机运输系统的控制和管理提出了更高的要求。科学技术的日新月异，使得用计算机技术、网络技术、工业控制器技术构造胶带输送控制系统成为可能，并正在各大煤矿胶带运输系统中广泛应用，其中基于PLC的分布式控制系统及现场总线技术表现最为突出。

分布式控制技术的主要思想是把复杂的对象划分为若干子对象，然后用局部的控制器作为现场级，直接作用到被控对象，上级是操纵各局部控制器的控制中心上位机，它使各子系统协调配合，共同完成系统的总任务。图1为煤矿胶带运输系统分布式控制的两极结构图。

分布式控制系统中，各PLC控制分站是通过现场总线网络接口连接在一起，各PLC控制分站具有独立工作能力，可自主完成既定的任务，如数据采集、处理、监视、操作和控制等，从而解决了系统的分散问题和空间分布多分支的矛盾。在此系统中，各分站是通过现场总线通讯网络传送各种信息，由控制中心上位机协调工作，上位机是由工业控制计算机为核心构成的，以完成控制系统的总体功能和优化处理，这个特点保证了胶带运输系统的运行连续性和合理性。总的来说，就是控制各胶带的分站，通过网络传递各种信息，由集控中心上位机使得各胶带输送机的运行得到统一的集中管理，从而使运行更加合理。上位机还可以与煤矿局域网连接，作为企业网的一个节点，向全矿发送或接受各种信息。

由于煤矿生产能力、地址条件、采掘、运输和提升方式的不同，煤矿胶带运输系统的组成存在很大的差异。同时由于工作面的迁移，使得采区、顺槽等分支经常变更，只有采用积木式控制系统结构，才能满足运输系统在规模、结构上的差异，才能满足分支系统经常变更的需要。由于各分站可以独立地完成对单台胶带输送机的控制、显示和操作，集控中心站又能集中管理、显示和操作，这种结构能很好地适应运输上的集中、管理上分块的管理体系。因此，煤矿胶带运输系统采用分布式结构是合理的，它通过功能分散、危险分散，提高了煤矿胶带运输系统的可靠性。由于采用了分级分布的控制方式，解决了整个运输系统控制对象比较分散的矛盾，从而使整个控制系统更加安全、可靠。

现场总线是整个分布式控制系统的核心和关键。现场总线技术的不断发展和完善使得控制的实时性、可靠性、安全性将得到极大的提高。现场总线是连接现场控制器与控制中心上位机之间的全数字式、开放的、双向多点通信数据网络总线，它按国际标准化标准提供网络服务。现在广泛使用的现场总线有PROFIBUS现场总线、CAN现场总线、MODBUS现场总线、工业以太网等。