皮带输送机中综合安全控制系统的PLC应用

周游　房亮　高钰东

摘 要：现如今，随着科技的发展，计算机越来越多的进入到人们的生产生活中，但是一些需要功能相对简单、设备运行稳定的工作这可以用PLC进行替代使用，PLC属于简化版的工业用计算机，通过使用PLC内部的编程软件，能够极大的简化控制过程，提高控制的稳定性。现今，PLC应经广泛应用于生产生活中的方方面面。文章将就PLC的特点以及其在煤炭皮带运输中的控制应用进行介绍。

关键词：PLC；特点；应用

前言

PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写，其属于一种工业用的计算机，其相较于家用计算机在结构上基本相同但是其在稳定性、功能性等工业用途上有所强化，通过使用PLC可以取代原有的电气控制以及单片机控制，提高设备的控制效率和稳定性。现今，PLC在工业控制、航空航天、民用等方面都有大量的应用，是一种非常好用的控制器。文章将就PLC的组成、特点以及其在一些工业中的应用进行介绍。

1 PLC的组成及其特点

可编程逻辑控制器，英文简称PLC，是美国通用汽车公司于1968年为取代汽车生产线上的继电器控制而提出的，经过近半个世纪的发展，PLC发展至今已经发展的相当成熟了，PLC可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。其工作原理一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

可编程逻辑控制器发明之初就是定位于工业使用的计算机，因此具有很多特有的特点，下面将就这些特点进行介绍：（1）可编程逻辑控制器使用方便，编程简单采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。（2）功能强，性能价格比高一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。（3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。（4）可靠性高，抗干扰能力强传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。（5）系统的设计、安装、调试工作量少PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。（6）维修工作量小，维修方便PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故。

2 皮带输送机中的综合保护装置

PLC可以广泛的应用于工业控制中，近些年来，通过在煤炭皮带输送机中加装PLC的安全控制装置可以有效的做好其安全监控，保障皮带输送机的安全运行，并在故障发生时及时做好报警。下面对皮带输送机中的PLC综合保护装置进行介绍：

2.1 皮带输送机的主机控制

对于皮带输送机的主机可采用PLC多重处理器，并行处理技术，多重抗干扰技术，软件采用模块化设计。通过采用PLC作为主控部分，可使整个控制部分配置更为灵活，同时易于扩展和程序设计，通过对主机加装相应的传感器可以做好对主机运行工况的实时监控并在故障发生时及时报警，由于PLC的控制部分体积小、重量轻可以更为灵活的为其进行布局，由于整个皮带输送机中需要工作在湿度较大的矿坑中，因此需要做好控制器件的防潮处理，并在程序设计中加入启动预告、启动、停止、紧急停车、联锁等功能的开关量输出，还需要加装包括烟雾保护、温度保护、超温洒水等安全防护。

由于皮带输送机中需要长时间、大负载的工作，同时长时间的频繁启动很容易造成输送带出现断带、撕带的事故，因此需要在设计中加装点动启动系统。同时为了便于维修需要在设计中加装实验、集控、工作三种操作方式：（1）在实验模式下，会对系统的中全部传感器进行检测，查看其是否正常。（2）在集控模式下，可以对某一传感器信号进行屏蔽或强制处理，排除故障或使设备在传感器故障的情况下继续正常运转。（3）在工作模式下，通过在操作控制中加入电启动的控制方式，来降低皮带撕带接头的缓冲压力，保证皮带的正常运行。

2.2 皮带输送机中的烟雾报警

矿井漏水和火灾是煤矿的多发故障，通过加装烟雾传感器，可以有效的在发生烟雾是及时作出报警并采用矿井防火洒水的措施进行处理。

2.3 皮带输送机中速度传感器

皮带输送机中的速度传感器主要是有发光管和光电接收管构成的，通过对加装在滚筒山的光电信号进行接收计数，测量出相应的皮带转速，从而为后期实现检测低速打滑、断带和超速保护等做好准备，而且皮带输送机中的速度传感器具有稳定性、抗干扰能力强等特点。

2.4 堆煤传感器

主要用于检测皮带煤仓中的煤炭堆积量，当其中的煤炭堆积过多或者是皮带输送的煤炭流量过大时，皮带上的煤流推动导杆大于设定角度时，将信号传输至皮带输送机综合控制系统中，PLC在接收到信号后，在程序运行后延时0s～4s后发送主机停止信号，将主机停机。

2.5 急停开关

急停开关是必不可少的安全防护装置，在一旦发现故障或者是设备运行问题是可以通过按压急停开关及时的将皮带输送机主机的电源切断，使皮带输送机及时停止运转。同时需要将输送机巷道内的每个急停开关进行串联，使其在真个输送机的任意一个急停开关处都可进行紧急制动。

2.6 辅助功能

通过在整个皮带输送机上添加声光语音提示，在皮带输送机需要进行动作时提前进行报警提示，确保职工的人身安全。通过添加自动洒水装置保证在巷道内温度过高时及时通过洒水降温灭火。

3 结束语

通过在皮带输送机中添加PLC控制装置，可以更方便的进行控制，同时通过对设备进行整体监控，保证设备的正常安全运行。

参考文献

[1]李方园.PLC控制技术[M].电子工业出版社，2010，3.