周游　房亮　高鈺東

摘 要：現(xiàn)如今，隨著科技的發(fā)展，計算機(jī)越來越多的進(jìn)入到人們的生產(chǎn)生活中，但是一些需要功能相對簡單、設(shè)備運行穩(wěn)定的工作這可以用PLC進(jìn)行替代使用，PLC屬于簡化版的工業(yè)用計算機(jī)，通過使用PLC內(nèi)部的編程軟件，能夠極大的簡化控制過程，提高控制的穩(wěn)定性?，F(xiàn)今，PLC應(yīng)經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中的方方面面。文章將就PLC的特點以及其在煤炭皮帶運輸中的控制應(yīng)用進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：PLC；特點；應(yīng)用

前言

PLC是可編程邏輯控制器的英文縮寫，其屬于一種工業(yè)用的計算機(jī)，其相較于家用計算機(jī)在結(jié)構(gòu)上基本相同但是其在穩(wěn)定性、功能性等工業(yè)用途上有所強化，通過使用PLC可以取代原有的電氣控制以及單片機(jī)控制，提高設(shè)備的控制效率和穩(wěn)定性?，F(xiàn)今，PLC在工業(yè)控制、航空航天、民用等方面都有大量的應(yīng)用，是一種非常好用的控制器。文章將就PLC的組成、特點以及其在一些工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 PLC的組成及其特點

可編程邏輯控制器，英文簡稱PLC，是美國通用汽車公司于1968年為取代汽車生產(chǎn)線上的繼電器控制而提出的，經(jīng)過近半個世紀(jì)的發(fā)展，PLC發(fā)展至今已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟了，PLC可編程邏輯控制器實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)相同，采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。其工作原理一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。

可編程邏輯控制器發(fā)明之初就是定位于工業(yè)使用的計算機(jī)，因此具有很多特有的特點，下面將就這些特點進(jìn)行介紹：（1）可編程邏輯控制器使用方便，編程簡單采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機(jī)知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。（2）功能強，性能價格比高一臺小型PLC內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。（3）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC有較強的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。（4）可靠性高，抗干擾能力強傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達(dá)到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。（5）系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計法來設(shè)計。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計梯形圖的時間比設(shè)計相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。（6）維修工作量小，維修方便PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故。

2 皮帶輸送機(jī)中的綜合保護(hù)裝置

PLC可以廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制中，近些年來，通過在煤炭皮帶輸送機(jī)中加裝PLC的安全控制裝置可以有效的做好其安全監(jiān)控，保障皮帶輸送機(jī)的安全運行，并在故障發(fā)生時及時做好報警。下面對皮帶輸送機(jī)中的PLC綜合保護(hù)裝置進(jìn)行介紹：

2.1 皮帶輸送機(jī)的主機(jī)控制

對于皮帶輸送機(jī)的主機(jī)可采用PLC多重處理器，并行處理技術(shù)，多重抗干擾技術(shù)，軟件采用模塊化設(shè)計。通過采用PLC作為主控部分，可使整個控制部分配置更為靈活，同時易于擴(kuò)展和程序設(shè)計，通過對主機(jī)加裝相應(yīng)的傳感器可以做好對主機(jī)運行工況的實時監(jiān)控并在故障發(fā)生時及時報警，由于PLC的控制部分體積小、重量輕可以更為靈活的為其進(jìn)行布局，由于整個皮帶輸送機(jī)中需要工作在濕度較大的礦坑中，因此需要做好控制器件的防潮處理，并在程序設(shè)計中加入啟動預(yù)告、啟動、停止、緊急停車、聯(lián)鎖等功能的開關(guān)量輸出，還需要加裝包括煙霧保護(hù)、溫度保護(hù)、超溫灑水等安全防護(hù)。

由于皮帶輸送機(jī)中需要長時間、大負(fù)載的工作，同時長時間的頻繁啟動很容易造成輸送帶出現(xiàn)斷帶、撕帶的事故，因此需要在設(shè)計中加裝點動啟動系統(tǒng)。同時為了便于維修需要在設(shè)計中加裝實驗、集控、工作三種操作方式：（1）在實驗?zāi)Ｊ较?，會對系統(tǒng)的中全部傳感器進(jìn)行檢測，查看其是否正常。（2）在集控模式下，可以對某一傳感器信號進(jìn)行屏蔽或強制處理，排除故障或使設(shè)備在傳感器故障的情況下繼續(xù)正常運轉(zhuǎn)。（3）在工作模式下，通過在操作控制中加入電啟動的控制方式，來降低皮帶撕帶接頭的緩沖壓力，保證皮帶的正常運行。

2.2 皮帶輸送機(jī)中的煙霧報警

礦井漏水和火災(zāi)是煤礦的多發(fā)故障，通過加裝煙霧傳感器，可以有效的在發(fā)生煙霧是及時作出報警并采用礦井防火灑水的措施進(jìn)行處理。

2.3 皮帶輸送機(jī)中速度傳感器

皮帶輸送機(jī)中的速度傳感器主要是有發(fā)光管和光電接收管構(gòu)成的，通過對加裝在滾筒山的光電信號進(jìn)行接收計數(shù)，測量出相應(yīng)的皮帶轉(zhuǎn)速，從而為后期實現(xiàn)檢測低速打滑、斷帶和超速保護(hù)等做好準(zhǔn)備，而且皮帶輸送機(jī)中的速度傳感器具有穩(wěn)定性、抗干擾能力強等特點。

2.4 堆煤傳感器

主要用于檢測皮帶煤倉中的煤炭堆積量，當(dāng)其中的煤炭堆積過多或者是皮帶輸送的煤炭流量過大時，皮帶上的煤流推動導(dǎo)桿大于設(shè)定角度時，將信號傳輸至皮帶輸送機(jī)綜合控制系統(tǒng)中，PLC在接收到信號后，在程序運行后延時0s～4s后發(fā)送主機(jī)停止信號，將主機(jī)停機(jī)。

2.5 急停開關(guān)

急停開關(guān)是必不可少的安全防護(hù)裝置，在一旦發(fā)現(xiàn)故障或者是設(shè)備運行問題是可以通過按壓急停開關(guān)及時的將皮帶輸送機(jī)主機(jī)的電源切斷，使皮帶輸送機(jī)及時停止運轉(zhuǎn)。同時需要將輸送機(jī)巷道內(nèi)的每個急停開關(guān)進(jìn)行串聯(lián)，使其在真?zhèn)€輸送機(jī)的任意一個急停開關(guān)處都可進(jìn)行緊急制動。

2.6 輔助功能

通過在整個皮帶輸送機(jī)上添加聲光語音提示，在皮帶輸送機(jī)需要進(jìn)行動作時提前進(jìn)行報警提示，確保職工的人身安全。通過添加自動灑水裝置保證在巷道內(nèi)溫度過高時及時通過灑水降溫滅火。

3 結(jié)束語

通過在皮帶輸送機(jī)中添加PLC控制裝置，可以更方便的進(jìn)行控制，同時通過對設(shè)備進(jìn)行整體監(jiān)控，保證設(shè)備的正常安全運行。

參考文獻(xiàn)

[1]李方園.PLC控制技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社，2010，3.