PLC在翟镇煤矿运输系统中的应用

徐兴民,陈　朋

（山东能源新矿集团翟镇煤矿,山东　新泰　271200）

PLC在翟镇煤矿运输系统中的应用

徐兴民,陈朋

（山东能源新矿集团翟镇煤矿,山东新泰271200）

摘要：详细介绍了翟镇煤矿运输集中控制系统的组成与工作性能，实践证明，通过采用PLC控制技术、视频监控技术、网络技术、数字信号传输技术，实现了对煤矿机电运输设备的实时监测、监视和远程控制，保证了设备的安全可靠运转，并取得了一定的经济效益。

关键词：煤矿；工控机；运输自动化；远程集控

0　引言

过去，煤矿运输系统的控制模式主要是采用常规仪表和继电器连锁控制，通过复杂的电气连线实现单机控制和顺序控制，其缺点非常明显：硬件数量多、安装投资大、维护不便、效率低等。近年来，随着工控机在煤矿机电装备系统中普遍应用，实现了运输系统的远程集中控制，大大提高了运输效率。采用PLC作为煤矿地面运输集中控制的核心，配合网络视频、数字信号传输等先进技术，为生产和调度提供了极大的方便，提高了工作效率，减少了操作和维护人员。本文对PLC在翟镇煤矿运输系统的应用作详细介绍。

1　硬件介绍

本集中控制系统由地面控制中心、井下分站、保护装置等组成。地面集控包括通讯系统、工控机、大屏幕显示器等设备，由工业大屏对运输设备进行无缝视频监视。传输方面以以太环网为主干网，光缆作为传输介质，具有远程控制功能，并可进行地面远程编程，故障屏蔽及控制方式转换等功能控制。通过计算机组态软件能实时显示各运输设备的所有信号状况，并能方便地进行多画面切换。当井下保护动作及运行状态改变后，能给出语音、文字提示。

井下控制分站主要由PLC控制柜，工控机、通讯设备组成，实现对现场设备的直接控制，同时完成设备运行状态及各种保护信号的采集与传输。PLC采用西门子S7-300PLC，它具有功能强大、可靠性高、对煤矿环境适应性强、编程简单等优点。通过现场总线将井下各PLC控制分站与井上控制中心进行联网。对每条皮带安装了各种传感器，并配备胶带输送机沿线扩音电话。

2　软件介绍

软件分为控制功能软件和操作功能软件，控制方面采用西门子step7梯形图逻辑编程，编程容易，修改方便。操作功能软件包括地面集控使用的WinCC组态软件和井下控制使用的维纶通Easy Builder触摸屏软件。组态软件借助Windows XP操作系统可以很方便的完成包括下拉式菜单设计，I/O信息的显示，有关数据的更新等。

3　功能介绍

3.1控制功能

系统启动后，首先检测工作状态，若处于工作方式，则进行正常的运行；若处于检修或报警状态，则转入相应的功能块。任何情况，急停按钮均可停止全部设备，以备突发事故时使用。正常工作时，为了减少皮带空转的时间，系统各电机顺煤流方向依次延时起动，各电机前后运行连锁。正常停车时，各电机按顺煤流方向依次开空后停止。在检修状态，可单独运行各运输设备。

3.2保护功能

在胶带机上的给煤点设置纵撕保护；每隔约50m设置一对防跑偏传感器；各胶带输送机设拉线开关，用于紧急情况下的停车，以保证设备和人身安全；在胶带机头设置堆煤传感器，防止堆煤事故发生；导向滚筒设置速度传感器，以检测打滑故障；在驱动滚筒1—5米范围内设置烟雾传感器，以检测胶带巷道的烟雾浓度防止火灾事故发生；在胶带机的主滚筒设置温度传感器，随时检测滚筒的温度，并配备超温撒水装置，在滚筒超温时实现自动撒水并对主滚筒进行降温。

3.3显示与操作功能

在计算机屏幕上动态显示运输系统工况、各保护状态、运行速度和时间统计等，同时系统对操作记录、启停记录、检测记录、传感器状态记录、设备开机统计记录、运行状态记录等都可保留，工作人员可随时翻看记录和相关历史数据。

另外还可自动生成用户所需要的各种年、月、日统计报表，并能按要求打印各种报表和各种记录、趋势曲线等。

3.4监视功能

运输设备各装卸点装设本安型摄像头，将视频信号统一传送到井下交换机，再通过光缆传送至地面控制中心。集控操作员通过监视视频图像，随时掌握运行状况，确保安全生产。

4　成本分析

该系统至2013年3月投入使用至今，已有18个月有余，使用效果良好，各方面技术指标能很好的满足生产要求。以7201矸石充填系统（包括8部皮带）为例，将使用8个月以来的成本分析如下。

使用前后人力成本（每月）对比见表1。

表1　人力成本计算表

7201矸石充填系统设备型号及成本见表2。

表2　材料成本计算表（单位：元）

通过计算可得，设备使用两个月内即可收回成本，节省人力21人，每年可收益80万元。

5　结束语

该系统在翟镇煤矿投入使用以来,运行稳定，通过对机电运输设备的运行状况进行不间断地实时监测、监视,既减少了故障率,又缩短了故障处理时间,保证了设备的安全可靠运转,其对设备的远程集中控制,实现了减岗减员乃至岗位无人值守,使企业获得了较好的经济效益，现场的工作环境也得到了根本的改善。

参考文献：

[1]廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]李正军.现场总线与工业以太网及其应用技术[M].机械工业出版社，2010.

作者简介：徐兴民（1972—），男，山东新泰人，工程师，长期从事机电设备的技术与管理工作。