基于带式输送机电控装置中PLC的作用分析

中图分类号：TD528 文献标识码：A

摘要：随着科学技术的发展，PLC技术在各个生产领域中得到广泛应用，对电控装置的稳定性和可靠性控制有重要的决定作用，同时也直接关系着煤矿带式输送机的正常运转。基于此，本文首基于带式输送机电控装置中PLC的作用进行分析研究，分析PLC控制系统的功能，进而对PLC在煤矿带式输送机电控装置中的应用进行探讨。

关键词：电控装置；带式输送机；PLC；应用性能

引言：

带式输送机是煤矿井下生产中的重要运输设备，其运行水平的高低直接关系着煤矿生产运输的经济效益。在煤礦运输中，对带式输送机的安全性和可靠性要求较高。而PLC技术的实现，对煤矿带式输送机电控系统的控制有重要作用，具有安全可靠、控制精度高、适应范围广的特点。然而，面对煤矿井下生产运输的困境，加强PLC技术在带式输送机电控装置中的应用，具有十分重要的现实意义。

一、 煤矿带式输送机电控装置系统PLC程序设计

为了改善煤矿带式输送机控制系统的性能，采用PLC技术设计，对提高煤矿带式输送机控制系统的安全性、可靠性、经济性、稳定性等，具有十分重要的意义。由于PLC技术设计的煤矿带式输送机具有较强的灵活性、可扩展性和抗干扰能力，因此PLC技术设计的带式输送机在煤炭运输系统中得到了广泛的应用，作为主要的运输设备。带式输送机与传统的继电器相比，带式输送机控制技术比较灵活、方便，即可以通过PLC控制程序改变带式输送机的运作方式，保证带式输送机电控系统安全、稳定运行。例如某煤矿的带式输送机为井下运输原煤使用，在煤矿井下生产中，工作环境都较为恶劣，并且需要采用连续工作制[1]。为此，对于煤矿带式输送机电控装置的设计，煤矿带式输送机主要由电动机、液力推杆制动器、减速机、一级驱动液筒、改向液筒、胶带机逆止器构成[2]。其中，其参数设计是：一般设计的运输长度为1200mm，输送带选择ST2000，胶带宽度为1200mm ，胶带机速度为3.0m/s，电压等级为AC660V，输送能力为800t/h，物料松散比为1.2t/m3。结合《煤矿安全规程》的相关要求，根据煤矿井下控制对象，对于带式输送机电控系统的设计，应具有以下功能：具有较大的启动力矩和较小的骑电动加速度果农；具备友好的人机界面及故障记忆功能，这些都是皮带输送机电控系统设计中不可缺少的，选用MT506MV触摸屏作为人机界面，可以显示输送机工作状态、工作方式、电机电流等工作参量；具有相应的自动保护功能；具备检修、集控、就地及手动控制等各种控制方式的选择，当输送机工作处于集控工作状态时，在启动、停止状态前，必须进行前、后级设备的连锁控制，然而在就地状态下，可以通过皮带输送机的操作人员进行控制。因此，在带式输送机电控系统设计中选用PLC进行控制，利用PLC可编程控制器对主机的运行速度进行控制和调节，其中，CPU处理器、输入输出设备等。PLC控制煤矿带式输送机电控系统如图1所示[3]。在PLC控制下，在输入输出口中，既可以实现对胶带跑偏、皮带张紧力下降、高低速打滑等保护，也可以实现对电动机、油泵电机及调速型液力耦合器推拉勺杆的控制。由于PLC技术设计的带式输送机控制系统主要分为手动、自动、停止三种控制状态，通过操作平台的功能转换开关进行状态切换，而对于煤机的起停及皮带机的起停，可以采用人工控制的方式。皮带输送机电控系统中，PLC技术的实现，可以有效控制带式输送机的运行速度。

图1 煤矿带式输送机电控系统

二、 PLC在煤矿带式输送机电控装置中的应用

（一） PLC技术在带式输送机中调速型液力耦合器的应用

对于PLC技术在带式输送机中调速型液力耦合器的应用，其工作原理是：利用PLC控制技术预先设定电控系统中执行器的执行命令，然后结合调速型液力耦合器导管的开度大小来决定输送机电控系统工作液体的流量，这样不仅可以有效控制煤矿带式输送机腔内工作油的流量，也可以对其工作运行速度进行有效控制。然而，在传统带式输送机电控系统设计中，虽然采用驱动式技术的应用，可以实现带式输送机信号的采集，但PLC技术的应用，可以使带式输送机信号的采集更简单化，其可以根据带式输送机工作电流数值的大小来判断输送机中各个驱动电动机的输出功率值，如图2所示，显示的是煤矿带式输送机PLC控制流程图[4]。

图2 带式输送机PLC控制流程图

（二） PLC技术在煤矿带式输送机中的液黏软起动装置制动器的应用

PLC技术在煤矿带式输送机中的液黏软起动装置制动器的应用，其工作原理是：首先将液黏软启动装置安装在输送机壳体上的主动摩擦片上，然后通过主动摩擦片、动摩擦片两者之间横向跌加的作用，使产生的油膜剪切力能有效传递煤炭运输的力矩。在这样的条件下，就可以对带式输送机的主动摩擦片和动静摩擦片的油膜厚度就能进行有效调节，同时也可以根据带式输送机实际的需求来调节动摩擦片的运行速度以及力矩大小，PLC技术实现了无极调速功能。然而，在带式输送机电控系统设计中，虽然电液比例阀在运行中的功能是固定不变的，但带式输送机无极调性能的实现，可以对电液比例阀的间隙大小进行有效调节。因此，为了确保煤矿带式输送机设计的科学合理，应合理配置液黏软启动装置的开关数量和D/A转换，采用PLC技术对电液比例阀的大小进行有效控制和调节，使PLC技术在带式输送机上能充分发挥可控软起动的作用[5]。

（三） PLC技术在煤矿带式输送机的下运盘式制动器中的应用

对于下运盘式制动器中PLC程序设计的应用，与传统的继电器相比，PLC控制技术的实现可以显著提高其安全性，主要表现在：传统的带式输送机容易发生安全事故，归其原因主要是带式输送机的控制性能并没有得到相应完善，造成设计的带式输送机不能有效控制系统中电动机在发电过程中产生的负载力矩，在过大的负载力矩条件下，将会逐渐降低电动机的制动力矩，进而造成电动机转速过快而引起安全事故的发生。为此，面对传统带式输送机存在的弊端，利用PLC控制技术进行煤矿带式输送机电控系统的设计，在传统的电动机的运转速度基础上，对带式输送机中电动机的运转速度进行合理调节，有效控制电动机的转速，从而实现自动的控制功能。但需要注意的是：若需要测量电动机的转速，则可以采用转速传感器技术，这样就可以有效调节带式输送机的运转速度。

三、 总结

科学技术不断发展的今天，随着计算机技术和自动化技术的不断提高，PLC广泛应用于各个生产领域中，具有安全、可靠、自动化程度高的特点。然而，面对煤矿井下生产运输中所遇到的困境，采用PLC技术进行皮带输送机的设计，满足了当前煤矿企业井下运输生产的综合自动化的需求，提高煤矿井下的自动化运输水平，确保井下安全生产，以保证煤矿企业的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]李长海. PLC在煤矿带式输送机电控装置中的设计与应用[J]. 山东煤炭技，2014，04：135-136.

[2]胡宇松. 煤矿带式输送机电控系统的PLC程序分析[J]. 工矿自动化，2009，11：100-102.

[3]屈凡非，何永平，薛建东. 井下带式输送机保护装置现状及发展[J]. 煤矿机电，2009，06：40-43.

[4]李剑峰. 矿山带式输送机控制新技术研究应用[J]. 电气传动自动化，2013，02：24-30.

[5]张晓永，宗成国，张超，徐鲁辉. PLC在带式输送机闭环控制的应用[J]. 煤矿机电，2011，05：58-60.

作者简介：

姚亮，男，汉族，江苏徐州人，初级职称，本科，单位：江苏省徐州市技师学院建筑工程系。