PLVC控制器在煤矿掘进机的应用分析

张奇功

（神木汇森凉水井矿业有限责任公司 榆林市 719319）

PLVC控制器在煤矿掘进机的应用分析

张奇功

（神木汇森凉水井矿业有限责任公司 榆林市 719319）

PLC以其自身诸多的优点，在电气控制领域中得到了广泛应用，PLVC是PLC的扩展，它将电气系统控制与液压元件控制相融合，省去了输出模拟信号转换环节，可直接对液压伺服阀进行控制。基于此点，本文首先简要阐述了PLVC控制器的特点，在此基础上对PLVC控制器在煤矿井下掘进机设备中的应用进行论述。期望通过本文的研究能够对掘进机整体性能的提升有所帮助。

PLVC；控制器；掘进机

1 PLVC控制器的特点

PLVC是一种阀用可编程逻辑控制器，它是PLC的扩展应用，通过该控制器可直接对电磁阀进行驱动，其适用于复杂的液压系统，可在预设范围内，通过有线或是无线连接，实现压力、速度、加速度等运动的控制。PLVC的特点主要体现在如下几个方面：

1.1 经济性

在对基于现场总线技术的产品进行设计开发时，最主要的目标之一是降低系统及工程成本，PLVC集成了电气控制和液压控制两个方面，通过一种控制器的应用可以达到多种控制目的，符合降低成本的要求，由此可见，其具有较高的经济性。

1.2 易于操作

PLVC使用了灵活性较强的编程语言，并为用户提供了友好的人机交互界面，初次接触的用户也能够按照提示完成液压系统参数的修改及故障监控，同时，PLVC还能自由编写各种控制程序，给用户的操作提供了极大的方便。

1.3 安全可靠

PLVC控制器采用总线代替1对1的I/O连线，由此使得接线点大幅度减少，对于规模较大的系统而言，越少的接线点稳定性和可靠性越高。同时，PLVC还具电磁兼容、抗冲击、抗震动、自诊断和防短路等功能，这使其运行更加安全。

鉴于PLVC的上述优点，该控制器现已在工程控制领域中得到了广泛应用。下面本文重点对PLVC控制器在煤矿井下掘进机设备中的应用进行论述。

2 PLVC控制器在煤矿掘进机中的应用

掘进机是煤矿井下施工作业的重要设备之一，主要用于巷道开凿，分为开敞式和护盾式两种，由行走机构、工作机构、装运和转载机构组成。掘进机中包括机械、电气系统和液压系统，若是某个部分出现故障，都会对掘进机的作业造成影响。为了减少故障问题的发生，应当进一步提高整机的性能，鉴于此，本文将PLVC控制器应用于掘进机中，借此来提升设备各方面的性能。

2.1 PLVC的构成

在煤矿井下掘进机中的，PLVC是该设备电气系统的控制核心，为了达到有效控制的目的，可以选用PLVC4，并以其作为主控制器，该控制器的供电电源为DC24V，具备4路模拟量输入和3路数字量输入，同时还具备4路输出，主要用于比例电磁铁或开关阀，控制器最大驱动电流为2200mA，在不配置放大器的前提下，可对比例电磁铁进行直接驱动。

（1）主控制器。它是掘进机设备的控制中心，为提高控制能力，可以选用两台PLVC4控制器。其中一台作为主站，设计为IPWM驱动型，用来驱动需要调节速度的电磁阀，如截割壁回转、升降、行走等；另一台控制器作为从站，主要用以驱动星轮、运输、转载的正反转及铲板的升降。

（2）安全栅。该设备通常安装在煤矿井下巷道内的安全场所，是本质安全型电气设备与非本质安全型电气设备间的连接设备，其可以将窜入到现场本安设备中的能量限制在安全值内，从而保证现场设备、人员及生产作业的安全性。

2.2 主要功能模块的设计

（1）操作站模块。实践表明，本质安全型操作站，不但能够缩小操作站的空间，而且还便于操作站与电控箱的连接，由此能够降低掘进机的高度，减少接线，有助于系统维护。操作站的显示画面可以显示出如下内容：掘进机机型标志、故障、报警文本等；当前时间；掘进机当前动作或最后一次动作；电动机数据、故障状态及传感器数据等。除此之外，操作站还能够显示出电动机的故障代码及停机原因，为操作者和维修人员提供参考，为故障的快速处理提供依据。

（2）漏电监测模块。井下巷道掘进机的工作电压以660V和1140V为主，由于这两种电压等级的漏电闭锁值有所差别，因此，在PLVC应用中，要合理设计漏电检测模块。试验表明，在660V的电压等级下，动作值为22kΩ，返回值33kΩ，二在1140V的电压等级下，动作值则为40kΩ，返回值为60kΩ。该检测模块与PLVC主控制器之间以通信方式进行连接，PLVC按照控制系统状态来决定漏电闭锁的启闭，及电压等级的切换。为避免高压侵入该模块当中，PLVC主控器可以实时对漏电检测状态进行监测，若是发现通信异常或是回路故障，便会立即闭锁电动机的启动，由此确保了掘进机的作业安全。

2.3 PLVC软件设计

PLVC控制器采用STL语言进行程序编辑，由此能够实现比例阀接线的断线及短路检测等功能，借助通信方式，可将信息传输给操作站进行显示。通过终端配置软件，能够配置各主要通道输出电流最大值的升降时间、CAN地址、通信速度等，同时还能将配置数据下载保存，为快速出厂化配置的实现提供了可能。

3 结论

综上所述，掘进机作为煤矿井下重要的采掘设备，其性能直接关系到采掘作业效率和煤炭产量，为了提高掘进机的整机性能，可以将PLVC控制器应用于掘进机的电气系统控制当中。由于PLVC控制器安全可靠、易于操作，加之其经济性较高，因此，可在掘进机电气控制中推广应用，这对于煤矿经济效益的提升具有重要意义。

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TD421

A

1004-7344（2016）06-0265-01

2016-2-8

张奇功（1973-），男，山东济宁人，机电工程师，研究方向为煤矿机电。