陳　斌

（山西陽泉市大陽泉煤炭有限責(zé)任公司， 山西　陽泉　045000）

引言

隨著科技的發(fā)展，可編程控制器在各個領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的控制核心。在煤礦井下設(shè)備中應(yīng)用可編程控制器，不僅簡化了控制系統(tǒng)的接線工作，還能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的故障，減少了設(shè)備故障排查的時間，有利于延長設(shè)備壽命。同時，可編程控制器在煤礦井下設(shè)備中的應(yīng)用，可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控設(shè)備的運行狀況，保證高效率、高產(chǎn)量的工業(yè)生產(chǎn)。

1　PLC技術(shù)介紹

可編程控制技術(shù)出現(xiàn)的時間較晚，但是發(fā)展迅速，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)制造行業(yè)中，對各領(lǐng)域的發(fā)展起到積極的促進作用?？删幊炭刂破髯钤缡怯擅绹景l(fā)明的，具有計數(shù)、計時等簡單功能，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在可編程控制器中開始應(yīng)用計算機技術(shù)，并且突破了傳統(tǒng)的簡單功能，同時具備數(shù)據(jù)信息處理、輸送等功能，實現(xiàn)了設(shè)備的自動化控制，加強了設(shè)備的可靠性，極大地增加了工業(yè)生產(chǎn)的效率。PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，具有以下幾個優(yōu)點：第一，拓展性良好?？删幊炭刂破骶哂薪Y(jié)構(gòu)簡單的特點，重新改變可編程控制器的功能不需要進行較復(fù)雜的工作，因此可以在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行功能的完善，具有良好的拓展性。實際生產(chǎn)中對設(shè)備的需求處于不斷變化中，因此應(yīng)該根據(jù)實際工作情況進行必要的可編程控制器功能拓展，從而滿足生產(chǎn)的需求。第二，維護簡單。PLC技術(shù)具有多個接口，并且每個接線端口都可以根據(jù)生產(chǎn)需求進行拆卸，各個接線端口有與其相匹配的電插板和運行模塊，有利于簡化PLC技術(shù)的維修以及保養(yǎng)工作。第三，編輯功能優(yōu)秀。PLC技術(shù)應(yīng)用程序的編輯具有在線編輯的特點，因此企業(yè)可以根據(jù)生產(chǎn)需求實時更改PLC技術(shù)應(yīng)用程序的編程，從而使應(yīng)用程序功能的變更具有及時性，能滿足實際生產(chǎn)的需求。第四，PLC技術(shù)具有較高的穩(wěn)定性和可靠性[1]。

2　可編程控制器在井下皮帶運輸中的應(yīng)用

2.1　系統(tǒng)構(gòu)成

可編程控制系統(tǒng)在煤礦井下設(shè)備中被廣泛應(yīng)用，并且成為控制系統(tǒng)的核心。完整的PLC系統(tǒng)是由兩部分組成的，分別是操作系統(tǒng)和保護系統(tǒng)，操作PLC和保護PLC兩者結(jié)合組成一個具有多個接口的網(wǎng)絡(luò)[2]。操作部分的作用是將接收到的信號及時處理，之后再根據(jù)操作面板上的指示燈顏色，將接收的信號有選擇性地發(fā)給PLC保護柜和上位機，從而實現(xiàn)設(shè)備的自動控制。當(dāng)上位機與PLC保護柜之間保持正常的通信時，操作臺中繼電器會保持關(guān)閉狀態(tài)，如果兩者之間的通信受到干擾，信號會發(fā)生中斷的現(xiàn)象，這時操作臺中繼電器會開啟，從而保證信號能傳送到PLC保護柜，而操作臺中繼電器則代替上位機進行信號的輸送工作。

2.2　工作原理

煤礦井下的工作環(huán)境較特殊，并且設(shè)備的使用具有一定的復(fù)雜性，因此井下皮帶運輸系統(tǒng)信號的輸入和輸出應(yīng)該采用一定的措施進行隔離，通常使用十二路的隔離設(shè)備。另外，煤礦井下的皮帶運輸距離較長，為了保證PLC信號能有效控制皮帶運輸系統(tǒng)的運行狀況，應(yīng)該加大可編程控制器的輸出容量，通過將輸出信號進行隔離保護以及信號放大，實現(xiàn)輸出信號的持續(xù)作用，因此應(yīng)該采用隔離板等將輸出信號隔離起來，減少其他因素對信號的干擾，從而保證能較長距離的控制皮帶運輸系統(tǒng)[3]。

2.3　可編程控制器在井下皮帶運輸中的具體應(yīng)用

PLC技術(shù)控制下的設(shè)備運行速度包括三種，分別有運煤模式、運人模式以及驗繩模式。當(dāng)人工控制皮帶運輸系統(tǒng)時，皮帶機的運行速度主要受到內(nèi)外控電位器的控制，并且設(shè)備的運行速度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)皮帶機處于自動運行的狀態(tài)下，它具有多種速度模式，其中運行速度是由速度模式確定的，但是可以將各模式的速度值根據(jù)實際生產(chǎn)要求進行調(diào)整，從而保證煤礦生產(chǎn)的順利進行。PLC技術(shù)應(yīng)用在控制系統(tǒng)中，促使在井下開始運輸工作時，電機處在封閉的工作環(huán)境，使得電機的工作原理一致，在運行過程中要求停車時，可以通過電器制動，從而降低設(shè)備的損壞[4]。在皮帶系統(tǒng)運行時，系統(tǒng)中的保護PLC在接收到啟動信號后，會自動檢查整體設(shè)備的狀況，以便操作PLC發(fā)出的信號能合理控制設(shè)備的運行。

3　可編程控制器在采煤機上的應(yīng)用

將可編程控制器應(yīng)用在采煤機電控系統(tǒng)中，能有效保證采煤機在工作環(huán)境較惡劣的情況下穩(wěn)定、可靠的運行。PLC能在系統(tǒng)接收信號后，進行分析運算、順序控制、定時等操作，具有通訊以及保護信號的作用?？刂葡到y(tǒng)在接收到指令信號后，會進行相應(yīng)的操作，例如左右牽引電機、搖臂等，可編程控制器能對這些指令信號進行檢測，從而保證采煤機工作的安全性和可靠性[5]。例如可編程控制器可以對電機電流進行檢測，利用相關(guān)公式能計算出電機在額定電流下的輸出電壓，計算公式如下：

式中：Ie、Ue分別表示電機的額定電流、額定電壓，Imax為電流互感器產(chǎn)生的最大電流。例如，當(dāng)采煤機的電機額定功率為500 kW，額定電流是90 A，電流互感器是200 A/5 V，則根據(jù)上述公式可以計算出，電機的輸出電壓U=90×5/200=2.25 V。電機運行時的功率與電流成正比，因此通過檢測電機工作時的電流，就能實現(xiàn)對采煤機輸出功率的控制。即電流互感器可以將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)樾枰刂频墓β市盘?，再將功率信號傳入可編輯控制器中，從而可判斷可編程控制器的超載或負載信號。當(dāng)發(fā)生超載時，電機的實際功率將大于額定功率，不利于電機的正常運行，減少設(shè)備的使用時間，這時控制系統(tǒng)中的PLC將根據(jù)超載情況發(fā)出降低電機運行速度的信號，采煤機減速運行，能有效通過減少系統(tǒng)的切煤量，實現(xiàn)降低電機功率的目標(biāo)[6]。當(dāng)出現(xiàn)負載狀況時，電機的實際運行功率會低于額定功率，產(chǎn)生負載現(xiàn)象的主要原因是采煤機的運行速度過低，沒有達到實際運行時的速度值，在這種情況下，PLC將向變頻器發(fā)出增加速度的指令信號，從而保證采煤機在正常運行速度下進行牽引工作。

4　結(jié)語

煤礦井下的設(shè)備較多，并且運行較復(fù)雜，是整個煤礦生產(chǎn)順利進行的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的人工控制設(shè)備，不僅加大了工作量，還延長了設(shè)備運行的時間，不利于實現(xiàn)真正的高產(chǎn)高效。而可編程控制器在煤礦井下設(shè)備上的應(yīng)用，有效地解決了上述問題，因此應(yīng)該加強可編程控制器在煤礦井下設(shè)備上應(yīng)用的研究，從而實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)安全高效地進行。

[1]徐夏.淺談可編程序控制器在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2015（7）：39-43.

[2]王琦.淺談可編程序控制器在運煤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].大氮肥，2014（6）：422-426.

[3]于冠軍.探析可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用[J].通訊世界，2016（8）：235.

[4]張永秀.淺析可編程控制器（PLC）在電氣控制中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（2）：157.

[5]李永梅，王石莉，王偉.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的“電氣控制與可編程控制器”教學(xué)改革與探索[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報，2015（12）：57-58.

[6]李乃夫.教材建設(shè)應(yīng)以課程改革為基礎(chǔ)——“新世紀(jì)高職高專教改項目成果教材”《電氣控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》介紹[J].職業(yè)技術(shù)教育，2003（4）：76-78.