顧士秀　劉國光　高　勇

摘要：在分析我國交流礦井提升機繼電器接觸器電控系統(tǒng)特點的基礎(chǔ)上，介紹了PLC技術(shù)發(fā)展概況以及PLC技術(shù)在我國礦井提升系統(tǒng)中的應(yīng)用研究情況，闡述了PLC技術(shù)在我國礦井交流提升機電控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究及發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：礦井交流提升系統(tǒng)PLC電控系統(tǒng)

0引言

在我國，采用交流提升系統(tǒng)的礦井占85％以上.其中絕大部分目前仍采用繼電器一接觸器控制的電控系統(tǒng)，其控制特點：①采用繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速系統(tǒng)；②采用繼電器一接觸器有觸點式電控系統(tǒng)；③采用機械式或機電式行程調(diào)節(jié)器實現(xiàn)運行狀態(tài)的控制：④采用晶閘管制動電源裝置實現(xiàn)直流動力制動或低頻發(fā)電制動等；

這種控制的缺陷也是非常明顯的：①這種調(diào)速方案是有級調(diào)速，屬轉(zhuǎn)子功率消耗型調(diào)速方案.在加速階段和低速運行時，大部分能量《轉(zhuǎn)差能量》以熱能的形式消耗掉了，因此，電控系統(tǒng)的運行效率較差。②電控系統(tǒng)采用繼電器一接觸器有觸點的電控系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)占地面積大，電磁干擾大且繼電器和接觸器的機械觸點燒蝕快：③無論采用直流動力制動或采用低頻發(fā)電制動，總需要設(shè)置輔助電源和定子繞組的二次切換操作，由于礦物的密度不同，箕斗的實際裝載量不是一個恒定值，常常出現(xiàn)停車不準(zhǔn)確甚至提前停車現(xiàn)象：④缺乏故障自診斷功能.由于連線復(fù)雜，出現(xiàn)故障不易查找等。

結(jié)合我國目前提升電控系統(tǒng)的具體實際，新型的PLC技術(shù)與傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)相結(jié)合應(yīng)是一條適合我國國情的道路。應(yīng)用PLC擴展網(wǎng)絡(luò)功能，可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備，將提升控制、監(jiān)測功能復(fù)合到一個系統(tǒng)。

1PLC技術(shù)的發(fā)展概況

現(xiàn)代的PLC技術(shù)是計算機技術(shù)與傳統(tǒng)繼電邏輯控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它從產(chǎn)生到發(fā)展至今，短短20多年，就經(jīng)歷了一系列深刻的變化，不但占領(lǐng)了已過時的繼電器系統(tǒng)與常規(guī)電子系統(tǒng)的廣大市場，并且和現(xiàn)代各種微機控制系統(tǒng)也展開了激烈的競爭，掀起了一場“控制設(shè)備的革命”。目前，幾乎每個工業(yè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，可以說，PLC與工業(yè)機器人、數(shù)控機床一道，已成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱。

從發(fā)展方向來看，目前，PLC正朝著2個方向發(fā)展：一個是大型化、高可靠性、多功能；另一個是小型化、低成本、簡單實用。

1.1大型化.主要是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下朝著DCS方向發(fā)展，實現(xiàn)多個PLC，多個I／O機架的互聯(lián)，向上實現(xiàn)與上位機，LAN等的通信：

1.2高可靠性.采用冗余技術(shù)，增加容錯功能等措施可以大大提高系統(tǒng)的可靠性：

1.3多功能；

1.4小型化、低成本、簡單實用；

1.5編程及監(jiān)控手段的不斷改進。PLC的編程語言在原有的梯形圖語言，順序功能塊語言和指令表語言基礎(chǔ)上，不斷豐富和向高層次發(fā)展，編程工具也豐富多樣。

2PLC技術(shù)在礦冊提升系統(tǒng)的應(yīng)用與研究

目前，基于PLC技術(shù)的電控系統(tǒng)，我國已有一些成功應(yīng)用的例子，如洛陽中信重機自動化工程有限責(zé)任公司選用Siemens公司的S7系列PLC研制開發(fā)生產(chǎn)的礦井提升機PLC電控系統(tǒng)成套設(shè)備天津電氣控制設(shè)備廠研制開發(fā)生產(chǎn)的采用美國通用電器公司GE 9030系列PLC的TKD-PC系列和TKM-PC系列礦井提升機成套電控系統(tǒng)；這些采用PLC技術(shù)和新型電控系統(tǒng)都已成功地應(yīng)用于礦井提升實踐，并取得了較好的運行經(jīng)驗，克服了傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的缺陷，代表著交流礦井提升機電控技術(shù)發(fā)展的趨勢.但是，這些新型的電控系統(tǒng)，仍存在一些缺陷，主要是：①缺乏完善的網(wǎng)絡(luò)通信功能；②PLC器件的通用性問題；③在運用先進的控制策略與PLC技術(shù)相結(jié)合方面還做得不夠。

3PLC技術(shù)在礦井提升系統(tǒng)的應(yīng)用前景

鑒于傳統(tǒng)礦井提升控制系統(tǒng)所存在的缺陷，而現(xiàn)有的PLC提升電控系統(tǒng)又不盡完善，考慮到交流提升系統(tǒng)在我國的普遍性。對PLC技術(shù)在我國礦井提升電控系統(tǒng)的應(yīng)用前景，可作如下展望：今后基于PLC技術(shù)的提升電控系統(tǒng)，一方面將對現(xiàn)有電控系統(tǒng)進行功能擴充，如采用網(wǎng)絡(luò)通信等；另一方面將研究先進控制技術(shù)及策略與現(xiàn)有電控系統(tǒng)相結(jié)合的可能性，有可能針對具體的回路，實現(xiàn)局部回路的智能控制，如模糊控制等，從而進一步提高我國礦井提升電控系統(tǒng)的現(xiàn)代化水平。

3.1網(wǎng)絡(luò)通信由于網(wǎng)絡(luò)通信是一項很重要的功能，是現(xiàn)代控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。因此，可以預(yù)見，在不久的將來，礦井提升電控系統(tǒng)也將有此功能并不斷發(fā)展和完善它.網(wǎng)絡(luò)通信，首先涉及的就是通信環(huán)境的建立，最簡單的情況，就是利用PLC本身提供的專用通信模塊，組成上下位機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)參數(shù)的傳輸。

3.2 PLC標(biāo)準(zhǔn)化根據(jù)PLC的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，采用開放式的設(shè)計模式，將統(tǒng)一規(guī)范的總線、結(jié)構(gòu)、編程方式、語言規(guī)則在行業(yè)內(nèi)推行，做到用戶接口標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化、編程接口標(biāo)準(zhǔn)化、編程語言標(biāo)準(zhǔn)化。

3.3智能控制由于提升系統(tǒng)本身的復(fù)雜性，使得系統(tǒng)精確的控制模型難于建立，導(dǎo)致傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)存在控制不準(zhǔn)確的缺陷.隨著硬件技術(shù)的不斷發(fā)展和先進控制策略的不斷引入，有可能首先對提升電控系統(tǒng)的部分回路，實現(xiàn)智能控制，從而提高系統(tǒng)的控制精度。

4結(jié)語

綜上所述，用PLC技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器一接觸器控制系統(tǒng)，不但可以加強系統(tǒng)的控制功能，加強系統(tǒng)對故障的判別能力，而且也將極大地提高系統(tǒng)的安全可靠性和生產(chǎn)效率。在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進一步擴充網(wǎng)絡(luò)功能和基于先進策略的控制技術(shù)將是礦井提升機電控系統(tǒng)的發(fā)展方向。