基于PLC矿井提升机电气控制系统改造分析

许登科（滁州铜鑫矿业有限责任公司，安徽 滁州 239011）



基于PLC矿井提升机电气控制系统改造分析

许登科（滁州铜鑫矿业有限责任公司，安徽 滁州 239011）

随矿井提升机在矿山中是用来运输矿石、材料、人力等等的主要运输设备。现对PLC矿井提升机进行了技术上的改造，在进行一些改变之后继续投入到日常的应用中，在保证正常使用的同时，发现更加节省了电能，体现了经济技术的效应，说明该改造是可以用来大力借鉴的。

PLC矿井提升机；电气控制系统；改造

目前该矿正在使用的是TKD控制系统，这个系统的主要原理是使用继电器进行主要的裸机控制，其有多触电的特性，使逻辑控制更加合理方便。磁放大器是模拟量的核心关节，它可以绑着TKD系统进行闭环的调节。当继电器进行任务操作控制的时候，需要经由一些列有序的工作步骤，进而改变接线状态，从而对系统进行修改。

1　提升机电控制系统的不足

传统的矿井提升机控制系统主要采用继电器——接触器进行控制，这类提升机通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行启动和调速。这种控制系统存在可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低、难以实现现代化管理的矿井等缺点。机电控制系统其实有许多的不足，主要体现在以下五个方面：

1.1可靠性、稳定性差

提升机电控制系统包含许多种原件，其中包括继电器和接触器等等，这些在提升机电控制系统中都占用了很大的空间，在进行工作的时候不仅消耗大量的电力，还会产生大量的噪音。除此之外，这些东西还容易出现故障，进行控制任务的时候灵敏度低，它的使用寿命也相对短一些，所以在可靠性和稳定性上就呈现较差的状态。

1.2罐笼停车时间不确定

提升机电控制系统在工作的过程中，罐笼的重量持续的进行变化，我们对加速进行了事先的参数预计，但是到真正的加速过程中就会发现有时会相差甚远，这样便会导致罐笼停车时间不准确，时而提前，时而推迟。

1.3不能保证精确度

提升机电控制系统工作时的主要控制器是磁放大器，所以该系统并不能保证其精确度和稳定性。

1.4故障不能及时排查

提升机电控制系统在进行工作的时候容易出现故障，然而在发生故障的时候并不能直观的看出出现工作的数据和参数，导致并不能及时地解决发生的故障，以至于影响该系统的正常工作。

1.5提升机无法调速

提升机电控制系统不能进行速度的控制，在向上提升的时候产生了很大的冲击力，同时落地的时候也是，对工作人员的人身安全造成了威胁。

2　基于PLC矿井提升机电气控制系统及优势

近年来，计算机科技有了飞快的发展，其中PLC得到了广泛的发展和应用，它想多与其他技术具有自动化、可靠性和安全性等的优势，利用其发展优势，使其在现代化的自动化工业生产中有了飞快的发展和利用。将PLC应用于矿井提升机控制系统，用PLC中大量的软元件代替原电控系统中的接触器和继电器，完成了PLC对原有系统的改造；结合PLC特点，在系统中实现了安全回路的双冗余；在系统主回路的改造中，设计了采用可控硅取代空气接触器控制逐级切除电阻的启动控制方式，并分析了改造后系统可控硅调速的基本原理及特性；改造后的提升机系统有较好节能效果。现场调试和运行表明，该系统运行平稳可靠，控制精度高，操作简单，完全可以满足煤矿实际生产需要。

PLC通过软件编程对控制系统进行操作，不要看该系统有许多的控制工作，但是其控制线路却不复杂，相对较为简单。PLC中也存在输入和输出的回路，在输入和输出的回路中安装了隔离抗干扰和保护的装置，以循环扫描作为系统工作时程序运行的运作方式。与此同时，为了能够更加及时地处理系统中可能存在的故障，PLC还提供故障的检测程序，在出现故障的时候便启动该程序，以便于更加直观的看到故障原因和运行参数，体现了其可靠性。PLC是分模块管理的，所以更方便进行管理和维护。

3　提升机电气控制的改造

通过上述的分析，发现基于PLC的矿井提升机电气控制系统更加具有优势，于是对现有的提升机电控系统进行改造。

3.1改造要求

经过实际的使用和调查，PLC在提升机电控制系统上有稳定性和可靠性的优势，在对机电控制系统进行改造的过程中，要主要一定要按照改造要求进行。

在提升机系统进行运转工作的过程中经常会受到电磁的影响，导致工作机能下降，所以要选择具有很好的电磁兼容性的PLC型号，这样便可保证在提升机系统进行工作的时候不受电磁的干扰，保持良好的导磁性能，所以在选料的时候要首先注意选择具有导磁机能且机能较好的材料。

在提升机系统进行运转工作的时候其原件容易出现故障，这些就会导致PLC的可靠性降低。经过实践证明得知，PLC的输入和输出设备是最大的问题，在这两个接口处易发生故障。为了预防这个问题的导致不好的结果，要采用冗余结构，一旦发生故障，便可采用备用的装置，保证系统的正常运行。

在提升机系统进行运转工作的时候如果出现故障，要立即进行修复，为保证修复的正常进行，要选择使用模块式的结构。某一个模块出现故障，可以在最短的时间内对该部分进行更换，同时也便于进行及时的修复，保证了系统的正常运行。

3.2PLC选型

通过进一步地了解和实际的结合，提升机电控系统将原有的连接线形式的逻辑控制改变为PLC软件编程形式的控制管理，进行改造之后，还是按照原来的操作方式，各个地方的功能和使用方式都一样，就只是主要控制方式发生了变化，通过PLC进行控制任务。

在进行PLC改造之后，PLC系统和上位机有相同的设备，PLC通过软件编程对控制系统进行操作，不要看该系统有许多的控制工作，但是其控制线路却不复杂，相对较为简单。两者联合就形成了一个完整的系统，就是我们所说的提升机电控制系统。

4　改造结果分析

经过基于PLC改造之后的提升机电控系统已经投入到正常的使用中，再投入使用的时间内结合实际，该系统并未危险任何的问题，也没有出现大大小小的故障，充分发挥了其可靠性，为企业取得了更多的经济效益和技术支持PLC通过软件编程对控制系统进行操作，不要看该系统有许多的控制工作，但是其控制线路却不复杂，相对较为简单。PLC中也存在输入和输出的回路，在输入和输出的回路中安装了隔离抗干扰和保护的装置，以循环扫描作为系统工作时程序运行的运作方式。

该系统在运行工作的时候，启动和停止的时候产生了较小的冲击，对速度也有了充分的控制，使其有了更加平稳的运转。除此之外，为了能够更加及时地处理系统中可能存在的故障，PLC还提供故障的检测程序，在出现故障的时候便启动该程序，以便于更加直观的看到故障原因和运行参数，体现了其可靠性。PLC是分模块管理的，所以更方便进行管理和维护。该系统操作跟以前没什么不同，操作简单，节省了劳动多余的付出，在保证生产质量的同时提升了工作的效率。该设备的重量小，所占用的空间也较小，在安装、使用和修复的时候都比较方便和轻松。除此之外，该系统在运行的时候也不会产生很大的噪音，也减少了电量的使用，提升了经济效益。

5　结束语

经过以上对原始提升机电控制系统的介绍、PLC矿井提升机电气控制系统及优势的分析、提升机电气控制的具体改造以及改造结果的观察，我们得知基于PLC矿井提升机电气控制系统改造之后很好的填补了原始系统的缺漏，改善了元始系统存在的问题，在保证良好运行工作的同时，降低了工作成本，提升了系统的经济效益。我们要更加关注PLC之类的计算机编程技术的发展，积极利用其最新的发展成果，结合实际对其进行合理的分析之后进行更好的利用。积极学习有关于矿业的发展新技术，不断地提高该系统的整体性能，完善工作中存在的不足。

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［3］韩凌玲，钱 彬.基于计算机的矿井提升机监控系统研究［J］.煤炭技术，2013（03）.

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2095-2066（2016）17-0071-02