PLC技术在煤矿带式输送机中的设计与应用

2.3.1SVG 装置组成装置由4个功率柜、1个控制柜、1个启动柜和连接电抗器组成。

2.3.2一次系统（1）启动柜作用是SVG 与10kV 母线的连接；SVG 启动充电控制；（2）连接电抗器作用是连接装置输出与10kV系统。

（3）功率柜SVG 的功率单元柜。

2.3.3二次系统（1）QCON 控制器作用是SVG 装置控制、运行状态监测和异常保护；（2）传感器作用是强弱系统信号隔离；（3）二次控制电源作用是控制系统电源。

2.3.4辅助部分（1）冷却系统作用是SVG 系统功率模块冷却。

（2）光纤连接系统作用是SVG 控制柜与功率柜信号连接。

2.4装置主要技术参数（1）额定工作电压10kV ；（2）额定容量1~100MVar ；（3）输出无功范围是从感性额定无功到容性额定无功范围内连续变化；（4）控制器响应时间＜1ms ；（5）输出电压总谐波畸变率（并网前）＜5%；（6）输出电压总谐波畸变率（并网后）＜3%；（7）输出电流总谐波畸变率＜4%；（8）输出电压不对称度＜3%；（9）效率＞97%。

2.5技术点（1）实时跟踪负荷变化，提高功率因数，动态补偿无功功率；（2）克服三相电压不平衡；（3）消除电压闪变和电压波动；（4）抑制谐波污染，改善电压畸变率；（5）电容器组投切过程中无浪涌电流，无操作过电压，无电弧重燃现象。

3结语该套装置投入运行后，极大地改善了东坡矿的供电质量，平均功率因数达到了0.94以上，电压闪变现象消除，夜间的供电电压保持在9.8kV 以上。

该套装置的投用有效地保证了东坡煤矿的供电安全，保障了电力系统在稳定、高效、优质的环境下运行，同时降低了网损，提高供电质量，节约电能、降低谐波，给煤矿带来了经济效益和社会效益。

作者简介：张建国（1966－），黑龙江鹤岗人，高级工程师，机电副总工程师，毕业于黑龙江科技大学电气工程及其自动化，工科学士.责任编辑：庞振峰收稿日期：2013－03－20!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!煤矿机械Coal Mine MachineryVol.34No.09Sep.2013第34卷第09期2013年09月引言PLC 的主要功能是用来代替继电器实现对设备的逻辑控制。

随着技术的发展，这种装置功能的提高和发展，PLC 技术已经在各种机械中得到了大量PLC 技术在煤矿带式输送机中的设计与应用朱霞清（山东英才学院，济南250104）摘要：针对PLC 技术在煤矿带式输送机中的设计与应用问题，对煤矿带式输送机PLC 技术控制系统功能进行了分析，提出了PLC 控制系统应具备的功能，探讨了PLC 技术在煤矿带式输送机中的应用，主要有调速型液力耦合器PLC 控制、液体黏性软起动与PLC 技术控制和下运盘式制动器与PLC 技术。

论述了PLC 技术在煤矿带式输送机中的作用。

关键词：PLC ；煤矿带式输送机；设计与应用中图分类号：TD528；TD679文献标志码：B文章编号：1003－0794（2013）09－0229－03Design and Application of PLC Technology in Coal Mine Belt ConveyorZHU Xia-qing(Shandong Yingcai University ，Jinan 250104，China)Abstract:The design and application of PLC technology in the coal mine belt conveyor,coal mine belt conveyor PLC control system functional analysis of PLC control system should have discussed the PLC technology in the coal mine belt conveyorapplication,PLC control,variable speed hydraulic coupling,viscous soft starting with the PLC technology to control and lower win disc brakes with PLC technology.Discusses the role of PLC technology in the coal mine belt conveyor.Key words:PLC ；coal mine belt conveyor ；design and application 229DOI:10.13436/j.mkjx.2013.09.034的应用，其应用范围也大大超过了逻辑控制范围。

煤矿带式输送机传统的电控系统主要是采用继电器控制系统来实现的，但这种带式输送机的控制系统存在着许多不足，例如，继电器控制系统的可靠性差、工作效率低、维护量大等缺点。

因此，在实际的煤矿带式输送机应用过程中，经常出现较多的故障点，使煤矿带式输送机的运行常常会出现不稳定的现象。

如果采用PLC技术，来装备煤矿带式输送机的控制系统，不但可以提高煤矿用带式输送机的工作效率，可以使煤矿带式输送机达到安全、可靠，减少故障点以及传统故障排除时间。

1煤矿带式输送机PLC技术控制系统功能采用PLC技术设计煤矿带式输送机的控制系统，它的优势是具有体积小、可靠性高、速度快、抗干扰能力强等优势，与传统的继电器相比，利用PLC 技术设计的煤矿带式输送机同时还具备了较高的灵活性与可扩展性。

因此，在煤矿带式输送机中应用PLC的技术设计得到了快速的发展，PLC技术设计的优势是，如果需要改变带式输送机的运行方式时，只需进行对PLC控制程序的改变，这在PLC控制技术上是非常方便，也是继电器控制系统无法做到的。

因此，作为PLC控制技术，已经成为煤矿带式输送机自动化中主要选择的控制系统，PLC控制技术代表了现代先进煤矿带式输送机的电控技术水平，根据煤矿带式输送机控制系统的实际要求，所选用的PLC控制系统应具备如下功能：（1）要适应煤矿带式输送机具体的运行工况以及操作方式；（2）要对带式输送机的启、停顺序和运行状况及速度进行控制与监测，使煤矿带式输送机按照预定工艺要求运行，从而实现煤矿带式输送机自动按工艺要求运行；（3）对整个煤矿带式输送机系统进行实时的监控，并根据煤矿带式输送机实际的故障类型，利用PLC技术做出相应的实时监控处理，在一旦出现事故时，可以立即发出故障警报，并在监控屏幕上指出故障发生的类型和故障出现的位置等；（4）利用PLC通讯接口进行控制信息交流，可以对来自带式输送机运行的各个环节信息进行处理与传递。

由于在带式输送机控制系统回路，采用先进的PLC技术取代传统的继电器，使煤矿带式输送机的运行更加安全，自动化程度更高，PLC具备了较强的计算机微处理能力，通过PLC对系统进行保护和监控,就可以提高系统安全性以及精确性，做到煤矿带式输送机自动控制的实现，保证安全生产的需要。

2PLC技术在煤矿带式输送机中的应用带式输送机由于它具有连续、高效的特性，是当前煤矿企业运输煤炭首选的运输设备。

随着经济的发展，对煤炭的需求使煤矿生产规模扩大，带式输送机在煤矿生产中成为重要的运输设备。

当前，对煤矿带式输送机的需求，向着大功率、多机驱动的方向发展，但随着带式输送机性能的提高，同时其运行的安全性、可靠性和经济性也成为煤矿生产关注的重点。

在我国煤矿生产中，对煤炭生产的安全要求是严格的，明确规定对于煤矿采用带式输送机时，带式输送机必须加设软启动装置，并且对煤矿带式输送机的软起动的加速度必须控制在0.1～0.3m/s2，为了保证实现这一数据，保证煤矿带式输送机安全可靠运行。

在煤矿带式输送机的软启动装置利用了PLC技术，提高了煤矿带式输送机的电液软启动和电气软启动的控制性能，煤矿带式输送机电液软启动装置，主要是利用PLC技术的调速型液力耦合器的应用功能和液黏软起动装置制动器，使软启动装置保证符合国家的安全生产规定。

（1）调速型液力耦合器PLC控制煤矿带式输送机利用PLC控制技术，使调速型液力耦合器的功能得到控制，它的控制原理是通过预先设定的执行器指令，利用耦合器导管开度不同，来控制工作液液体的流量，这样就可以使工作腔内工作油的充满度得到改变，实现煤矿带式输送机运行速度的调整。

由于煤矿带式输送机为多机驱动方式，这虽然增加了信号采集的难度，但可以将电动机电流信号被PLC控制系统采集，就可以对电流数值大小比较，来判断各驱动电动机的输出功率值，因此，利用PLC技术，就可以实现煤矿带式输送机运行速度的自动控制。

利用PLC技术的过程如图1所示。

图1调速型液力耦合器PLC控制流程框图（2）液黏软起动与PLC技术控制液黏软起动装置，是煤矿生产运输设备带式输送机的常用设备，它的工作原理是利用安装在壳体上的主动摩擦片、从动摩擦片动静摩擦的油膜剪切上电复位开车指令开车预警正常保护是否拒起车开闸放回起动主电机推耦合器导管导管高位I1~I2拉导管起动完成否是是否是否230力来传递力矩，由于主动摩擦片与从动摩擦片呈交错状横向迭加，当主动轴的摩擦片旋转时，主动摩擦片与从动摩擦片之间注满控制油；这种油膜使从动摩擦片同步旋转，使其功能性得到加强，依据这一原理，如果能够调节主、从动摩擦片的油膜厚度，也就改变了从动摩擦片的转速和扭矩大小，就能够满足煤矿带式输送机的无级调速功能。

这时可以由电液比例阀间隙大小调解来进行，从电液比例阀的性能分析，由于它具有固有特性，因此，需要在对煤矿带式输送机的设计时要加以注意。

在PLC技术在液黏软起动配置上，需要配置液黏软起动开关量，还要增加液黏软起动D/A的转换模块，这样就可以通过PLC技术来进行程序控制，确定电液比例阀的比例行程，实现可控软起动功能。

这样就可以保证其工作方式处方化；使其参数误差小，可靠性好，安全系数高；构造简单，体积小，适用广泛的优点。

（3）下运盘式制动器与PLC技术带式输送机设置的下运盘式制动器，是为了解决带式输送机安全制动设置。

带式输送机在工作时，是正常的工作状态，此时电机的转数是匀速的，如果当负载力矩超过电动机最大发电制动力矩时，电机的转速就开始上升，制动力矩下降，就可能出现“飞车”事故，使电动机存在严重的超速危险，这就需要将带式输送机转速下降。

如果利用停止加载的方法仍然无法解决超速，就应该能够使带式输送机自动停车。

显然，电机运转是否超速是重要的参考数据，对电机转速测量使用的是转速传感器，对转速信号的处理要使用f/i转换模块。

3结语通过以上的分析可知，对煤矿带式输送机运行速度控制，利用PLC技术在性能上得到极大提高，但在控制程序编制前，由于煤矿带式输送机的软启动装置，在控制领域比较起来是一套复杂的控制装置，在设计中同时要考虑到煤矿带式输送机运行的安全策略问题，因为煤矿带式输送机同时还设置了其他的保护装置，这些保护装置在利用PLC技术时同样需要认真处理。