PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用

李灵博++安洋++雷小兵++梁志杰

[摘 要]煤炭作为我国重要的能源基础给国家现代化建设提高源源不断的动力，随着煤炭开采力度的加大与技术水平的提高，越来越多的新技术应用在煤矿开采中。煤矿皮带运输系统作为重要的煤炭生产设备，在煤炭企业生产中发挥着重要作用。本文中笔者结合实际工作经验，查阅诸多文献资料的基础上，分析煤矿皮带运输系统中PLC技术的应用，促进煤矿企业工作效率的提高。

[关键词]PLC技术；煤矿皮带运输系统；应用分析

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0359-02

引言

作为能源的生活和生产的常用材料，煤炭被广泛应用于冶金工业、电力工业和我们的日常生活中，通过煤矿企业生产，吸引了大量的当地劳动力资源进而推动区域经济发展。但实际一些煤矿企业盲目的追求经济利益，煤矿开采中使用一些急功近利的方法，舍不得在设备上投入资金，造成煤矿开采效率偏低，因此有必要做好煤矿皮带运输系统的研究工作。本文中主要阐述PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用。

1、PLC技术内容与特点分析

煤矿生产中引入PLC技术是煤矿运输改革中的一个重大举措，可以很好地提升煤矿皮带运输的效率，提升安全性和可靠性。在煤矿皮带运输自动化系统中最主要的构成就是PLC现场监控站，主要功能是监控信息的输出和信息的收集。PLC控制系统构成如图1所示。

1.1 技术内容

对机械生产和系统运行进行控制，保障系统正常运行，机械运转安全有序。同时，针对可能出现的故障问题进行诊断和预警管理，保证机械生产顺利；完成系统运行和生产中的数据运算[1]。PLC利用和计算机技术的结合，实现了快速的数据处理功能，使得终端的智能控制更加简便、准确。PLC技术工作原理的核心是一个微处理器，它本身是一个数字运算的电子操作系统装置，专门为工业现场的应用进行设计，采用可编辑存储器，在内部存储中执行逻辑运算、顺序控制、定时计数等操作命令。

1.2 技术特点

PLC技术对大部分设备都可以实现兼容运转，具有较好的发展空间，满足系统的扩充和升级需要；PLC技术在应用中对供电有着严格的要求，如果突发断电情况，将会对数据造成严重影响，因而PLC技术为了避免发生断电损失，采用了UPC供电系统，以保障运转中的电量供应，避免数据损坏，提升系统运转的安全性；PLC技术需要对生产中的许多设备进行管理。为了迎合生产需要，会出现对工业生产的调整需求。因而，PLC技术在这一方面的优势十分显著，可以快速调整工作顺序，灵活进行编程管理，随着生产改变而发生改变，提升工作效率。所有的工业技术都需要一定的维护支持，而 PLC 技术的维护工作相对于一般技术有着明显的便捷性。一般系统维护需要断电拆卸进行维护，因而时常需要中断生产。而 PLC 技术改变了这一模式，直接采取简化的维护程序，不需要关闭电源就能实现对各个零部件和线路的插拔，保障效率的同时维护正常使用。

2、PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用

在煤矿企业应用中，首先需要设定好皮带运输程序，四台启动柜会将常开点串接在合闸回路当中，但合闸回路是由启动柜自保点构成。通过合闸之后的真空断路器辅助接点把运行信号返回到PLC当中。启动柜出现故障后，主要表现为预定时间内信号返回点的准时传达。当故障出现时，故障的信息通过主电机操作台显现出来。工作人员能够方便处理，其他设备能够通过减速器、三相电流以及绕组温度进行分站处理，起车之前要先预警，对皮带的检测进行沿线控制，正常的保护能够决定主电机的信号输出点，确保正常启动，总体上来看PLC技术的应用在皮带运输过程中起到了十分积极的作用，具体有以下几点表现[2]。

2.1PLC在皮带运输中的应用

2.1.1运行方式

电动机以均转速和均转矩、1+单机、2+单机这四种主要方式运行，运行速度分别小于2.5m/s、1.8m/s、0.63m/s，运行及速度的状况是由03XZK以及给定方式进行确定的，当1JA处于手动状态时，速度是有内外控制电位器决定的，但是速度保持在限制范围内，处于自动控制的状态时，运行的速度则是由运行时的状态决定的，速度值可以被任意设置。

2.1.2匀转速和匀转矩

煤矿在井下进行皮带运输过程中，匀转矩和匀转速的运行都是通过1+单机运行的方式。其中，匀转矩在系统调节过程中采用的定积分器和速度调节器都是共用的，因为速度调节器在输出的定值上还存在一定的差异，所以，在电机的电流反馈强度相同的情况下，传统的电流值和直流就是相等的。运行过程中，电机其实属于串联，电极之间的额定磁通相同。假设电机之间的电枢电流也是相同的，转矩就是相等的，形成了匀转矩。系统处于匀转矩的时候，要想达到最满意的精度，必须将1+电动机设定成双闭环的系统，2+电动机只是电流环跟随系统，电机的出力虽然相同，但运行速度一定不同。

2.2 PLC应用于皮带运输的表现

2.2.1操作人性化

同传统系统相比，PLC系统的操作方式发生了变化，更加人性化、PLC技术应用过程中应用了两种操作方式，分别是自动操作和手动操作，而且这两种方式是可以自由切换的，不需要任何辅助条件。用户购买了PLC技术之后，只需要按照说明书进行正常的使用就可以了，通过少量接线和简易程序设定，就能够灵活地控制实际生产，在方便了操作人员的同时，充分体现了科技的人性化。

2.2.2控制高效化

PLC技术对整个煤炭的运输过程都可以起到控制和监督的作用，对系统当中的各个开关都进行有效的控制，工作人员结合实际的工作需要，选择性地开启设备，实现PLC技术的系统管理功能，减少资源的浪费，提升整体的工作质量[3]。

2.2.3自我控制化

根据PLC技术自身的特点，为煤炭运输工作提出了很多合理的解决办法，对于煤矿皮带的运输不良现象做出了很多改善。最主要的表现就是自我的诊断以及及时的报警，这两个方面对皮带运输系统做出了全面的检测，在发生故障时候能够及时预警。

2.3 变频改造

皮带属于弹性材料，因而在运转过程中包含了较大的能量储备，一旦启动，在没有软启动装置的条件下，内部能量将快速释放，在皮带上形成较大的张力波并沿途传播。动张力过大会对整体的机械系统架构产生加大的损坏，这里借助PLC技术实现变频改造， 设立了3台变频调速装置，具体如图2所示。

这一过程中，PLC 在整个动态控制中发挥了作用，利用I/O 装置的反馈信息建立一个闭环回路的控制解决方案，对参数的动态变化进行实时调整，以实现电气设备的自适应运行。改造时采用的西门子 S7-300 的指令运算相对普通芯片在速度和规模上有着显著优势，可满足大部分复杂程序的计算需求[4]。

3、结语

随着人们生活水平的提高，人们对环境问题更加关注，目前煤矿机械设备智能化已成为人们关注的重点，煤矿设备内部出现的各种安全问题严重制约着企业的发展壮大，对当地经济发展及企业正常生产经营活动产生影响。所以实际中企业有必要采取一定的措施预防煤矿机械设备故障的出现，提高煤矿设备智能化。本文中笔者对煤矿皮带运输系统中PLC技术进行深入分析。

参考文献

[1] 王影.基于PLC的带式输送机集控系统的设计及运用策略[J].科技经济市场.2016（02）：87.

[2] 齐石.煤矿皮带运输系统中几种新技术的开发与应用[J].技术与市场.2016（06）：11.

[3] 欧文.徐庄煤矿皮带运输系统优化及研究[J].山东煤炭科技.2014（06）：89.

[4] 李怀星.井下皮带运输系统集中监控系统技术改造[J].技术与市场.2015（09）：34.