PLC技术在煤矿提升机电控系统中的应用

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面
ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ
机 械 与 自动 化
Ｐ Ｌ Ｃ 技术在煤矿提升机 自动化控制系统中的应用
张 存 柱
（ １ ． 中国煤炭科 工集 团太原研究院 ， 山西
太原
０ ３ ０ ０ ０ ６ ； ２ ． 山西天地煤机装备有限公 司， 山西
控制保护 Ｐ Ｌ Ｃ根据外部输入 的有关开关量 、 模 拟量 、 光 电编 码 器脉冲等信号进行 逻辑运算 、 数值运算 ， 完成 提升机 的启动 、 运行 、 停 车等整个提升 过程的运行控制 及保 护 ， 主要功能有 ： 行 程 控制 、 提升控制及 中间闭锁 、 安全 回路控 制 、 井 筒信号控制及 联锁、 过 卷监视及控制 、 速度 监视及控制 、 速度包 络线监视及控 制、 逐点 的速度监视及 控制 、 液压站控制 和恒 减速控制 、 钢丝绳 滑动监视及控制 、 传动 装置监视及控制 、 闸瓦磨 损监视及控 制 、 电源故障监视及控 制 、 控制系统故 障监 视 、 报警 及控制 、 故 障诊 断、 记录、 过 电压保 护 、 过 电流保护 、 错 向保 护等功能 ， 为 了提高 Ｐ Ｌ Ｃ控制保护功 能的可靠性 ， 对于关键 的故 障监测 点 ， 应采取 多 通道 、 多元件及软件 、 硬件并 用等手段 ， 实现 “ 多重化 ” 的控制保 护 功 能 ４ Ｐ Ｌ Ｃ技术在煤矿提升机 自动化控 制系统 中的应用 近 年来 ， 我 国 的变 频 技 术 发 展 迅 速 而 且 日益 成 熟 ， 调速 更 加 的方便 ， 性能更加 的优 良而且具有较高的可靠性 ， 被广泛 的应用 于各个领域 。可编程控 制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ ） 是一 种数 字运算操作 的电子 系统 ， 能够进行逻辑 运算 、 顺序控制 以及算 数运算等操 作 ， 具有 适应性强 、 编 程简单 、 抗干扰强 的优点。采用 Ｐ Ｌ Ｃ控制 变频器 ， 与传 统的继 电器控 制相 比 ， 提 升机制 动更加 平稳 ， 操 作更加 简 单， 提高 了控制精度 ， 降低了生产过程中的故障率。下面重点阐 ２ Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系 统 述Ｐ Ｌ Ｃ在安全 回路控制 中的应用 。Ｐ Ｌ Ｃ的安全 回路设计 主要是 Ｐ Ｌ Ｃ 作 为控制 核心和 网络系统 的主站 ， 它 承担着整个 提升 出现机械 、 电气故 障 ， 控 制提升机进入 安全保护状态 ， 确保 工作 机电控系统的数据采集 、 数值运算 、 信号处理 、 通信控制 、 系统管 人员 和设备 的安全 ， 主要有 以下几种 保护措施 ： （ １ ） 报警显 示 。 理及 自检 、 诊 断等任 务 ， 其在电控系统 中的位置非常重要 。通常 会在工作参数 出现异常时 ， 如 当冷却器温度过高时 ， 保护系统进 需要 配 置不 少 于两套 的 Ｐ Ｌ Ｃ ， 一套 为 主控 Ｐ Ｌ Ｃ， 另 一套 为 监控 行报警显 示 。 （ ２ ） 二 次不 能开车 。当提升机的设备 出现异常 ， 有 Ｐ Ｌ Ｃ， 二者互为监视 、 比较 和备用 。同样两套 Ｐ Ｌ Ｃ ， 最为先进 的是 电机 绕 组过 热 ， 提 升机 不 能进行 再 次 的启动 。 （ ３ ） 立 即电气 制 按全级别热备冗余 （ 电源冗余 、 Ｃ Ｐ Ｕ冗余 、 控 制网络冗 余 、 上位计 动 。当提 升机在工作 中 ， 出现故障时 ， 提升机将立 即进 行制动 ， 算机冗 余等 ） 配置 和采用标 准以太 网通信 。Ｐ Ｌ Ｃ控制 系统 的技 停止 运行 。 （ ４ ） 立 即安全 制动 。安全制 动是保 护系统 的最后 环 术发展新动向。 节， 当提升机 或是安全 回路本 身出现故 障时都能准确地 实施安 （ １ ） 主Ｃ Ｐ Ｕ时刻更新备用 Ｃ Ｐ Ｕ， 主Ｃ Ｐ Ｕ故障时， 备用 Ｃ Ｐ Ｕ能给 全 制 动 切换（ 小于 １ ０ ｍｓ ） 。这就意味着双 Ｃ Ｐ Ｕ在任何 时刻都具有完全 ５ 结 论 相 同的程序 、 状态而热备冗余 ， 从而具有最高级别的系统可靠性 。 随着 数字控 制技术 的发展 和 Ｐ Ｌ Ｃ 技 术水平 的提高 ， Ｐ Ｌ Ｃ技 （ ２ ） 热备冗余 的切换 ， 不影 响系统操作 和运 行 、 不丢失数据 术在提升机控制系统 中的应用越来越广泛 。数字监控器也逐渐 和程序 、 不导致增量输 出和误动作 ， 最大 限度地避免 了因硬件故 取代 了机械式监控 器和井筒 开关 ， 并作 为提升机安全 运行的后 障而造成的停机现象。 备保 护 ， 在提 升机 的生 产过程 中发挥 的作 用也越来 越大 。Ｐ Ｌ Ｃ （ ３ ） 每个 Ｃ Ｐ Ｕ上集成有 以太 网接 口（ 可冗余 配置） ， 能很 方便 技术 在控制系统 中的使用大 大地 提高 了提升机 的控制性能 ， 也 地 连接上位计算 机系统 ， 可作为操作 员站 、 工程师站 、 管理 站及 提 高了系统 自动化 水平和安全 可靠性 ， 有利于提 高系统的运行 更 高层次 的应用 。控制器 是按标准 以太网协议通信 、 编程 及组 效率 ， 促进矿井的安全 、 和谐 、 健康发展。 态， 传输速率达 ｌ Ｏ Ｍｂ ｉ ｔ ／ ｓ ， 符合当今 自控领域内的技术 与“ 信息高 参 考 文献 ： 速公路 ” 相结合的发展主流。 （ ４ ） 每个 Ｃ Ｐ Ｕ上 集成有 两个 Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２ Ｃ接 口， 可 以按 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ ［ １ ］ 李金金． 基 于Ｐ Ｌ Ｃ控 制的 变频调速在 矿 井提 升机 中的应 Ｄ ］ ． 太原 ： 太原理 工大学， ２ ０ ０ ７ ． 协议与第 三方 的只能设 备通信 ， 如与 高压开关柜 内的电力监控 用［ 【 ２ ］ 陈新立 ， 王进 野 ， 王致 杰 ， 等． 矿 井提 升机 安 全 综 合 控 制 策 单元通信 ， 能方 便地实现四遥 （ 遥测 、 遥控 、 遥信 、 遥调） 功能而无 略 的研 究【 Ｊ Ｊ ． 煤 炭 工程 ， ２ ０ ０ ７ （ ３ ） ： ９ ７ — ９ ９ ． 需增加任何硬件 开销 。

关键词：PLC技术；煤矿机电；控制系统；运用；分析0引言PLC技术属于可编程逻辑控制器，通过使用可编程存储器的方式，在机电控制系统中可开展顺序控制、逻辑运算等指令，通过相关智能控制程序，可实现机电控制系统数字化、模拟式的输入与输出，增强机电控制系统的灵敏度，降低煤矿机电设备出现事故的概率[1]。

因此，对PLC技术在煤矿机电控制系统中的运用进行分析有着较为重要的意义。

1PLC技术在煤矿机电控制系统中的PLC技术在煤矿机电控制系统中的应用主要是对系统外接终端收集得到的数据进行全面的逻辑计算，根据逻辑计算的结果，给对应的部件单元输出所需执行的命令。

从当前PLC技术的应用来看，主要有三个环节：①采样输入环节，是PLC技术应用到煤矿机电控制系统中最为基础的环节，对系统整体工作效果有着重要影响。

在具体运行时，通过CPU扫描仪对作业面的情况进行全面扫描，将扫描得到的数据通过记录的方式，存储在I/O映像区域中，采集得到的数据会随机传输到处理运行部件中。

从该环节的运行来看，得到的数据是独立的，不会因为后续阶段操作而出现较大的改变。

所以，之前输入数据必须有着较高的精准性。

②程序执行环节。

PLC技术在煤矿机电控制系统中具体执行时，主要通过梯形图的方式，根据设定的顺序实现对用户的扫描，在具体扫描时可以分为上下、左右逻辑计算过程。

对于计算得到的数据，全面记录到计算机中。

在该环节中，需要保证各种类型的数据一致性，防止系统在工作时，出现错误信息指令的问题。

③输出刷新环节，重点是对前两个环节输入得到的数据进行输出执行。

在机电控制系统中主要表现为，通过这些信息对电路系统进行全面调整，从而实现对机电设备的有效调控。

PLC系统工作原理见图1所示。

2PLC技术在煤矿机电控制系统中的具体运用要点2.1在提升机电控系统中的运用提升机主要包含主轴系统、电机系统、减速系统、液压制动系统及润滑系统等。

机电控制系统实现对所有系统运行情况的全面监测，为系统实现安全可靠的控制提供出较强的保障。

PLC在矿井提升机电控装置改造中的应用摘要：我们的矿山井底仍然有由某矿山机器厂制造的 GKT 型号的提升机，其电子控制设备采用了继电器的设计原则，操作过程复杂，出错概率大，因此，其全体的稳定性相对较低。

概述，我们的矿山井底仍然有由重庆矿山机器厂制造的 GKT 型号的提升机，其电子控制设备采用了继电器的设计原则，操作过程复杂，出错概率大，因此，其全体的稳定性相对较低。

《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录》清晰地指出，应当淘汰采用继电器结构原理的提升机电控设备。

关键词：交流提升机控制系统；PLC 梯形图；主回路；控制原理1概述GKT 系列的GKT提升机是我们公司目前的主打产品，其电力驱动装置的功率限制在185kW以内，并且我们使用了一个包含绕线转子的异步电动机，通过其转子串电阻的交流调速技术来实现。

该控制系统的核心部分是通过几十甚至几百个接触器进行交替操作，其调节手段过时，其运作表现并未达到预期，并已被列入第三批次的煤炭淘汰生产流程。

对绞车的控制部分进行了升级，使用了新型的PLC控制器（可编程控制器）来满足井工煤矿设备的需求。

具有改造投入费用少、运行效果显著且维修方便的特点。

2选择制定方案在策划方案的过程中，公司各职能部门研究了大量 PLC 相关信息，并根据矿井的具体状况，遵循了经济运作和安全可靠的准则，最终决定保持主回路的基本不变，使用某公司制造的 FX2N 系列 PLC进行控制，以实现对电动机的转向和调速，改变了以往众多继电器参与控制的特性，以此达成提升机的安全操作目标。

3 PLC特点PLC 的编程控制器主要包括 PLC 的输入/输出、CPU、程序存储器以及 PLC的电源等各个组成部分。

根据其输出方式的差异，可以将其分为：继电器型（MR）、晶体管型（MT）和双向晶闸管型。

其输出的选择主要由其响应速度及控制功率的要求来选择。

我司根据现场特点,决定主控机采用 FX2N-64MT,监控机采用 FX2N-32MR。

PLC技术在煤矿提升机上的应用随着煤矿行业的不断发展，煤矿提升机的运行效率和安全性显得越来越重要。

PLC （可编程逻辑控制器）技术的应用为煤矿提升机的现代化升级提供了技术保障，增强了设备的自动化程度，提高了生产效率，同时保障了工人的安全。

本文将在以下几方面分别分析PLC技术在煤矿提升机上的应用。

1.运行控制PLC技术在煤矿提升机上的一个主要应用是实现设备运行控制。

通过PLC控制器，可以实现对煤矿提升机的启动、停止、加速和减速等多种运行操作，控制器还可以对设备各个机构的运动状态进行监控和管理，确保提升机的运转更加精准、高效。

2.安全监控PLC技术还可以帮助煤矿提升机实现健全、全面的安全监控系统。

提升机的安全控制模块需要通过PLC编程进行设置，包括设定煤矿提升机的起伏过程中所需遵循的各项安全指令以及其它特殊要求，以便在有需要的时候，安全系统可以及时截停设备，避免发生安全事故。

3.数据处理在煤矿提升机的运行过程中需要对各项数据进行处理，并及时展示运行状态。

PLC控制器可以对多种类型的数据进行处理，例如运行速度、高度、载荷、时间等相关信息。

这些数据可以帮助人员更好地了解设备运行状况和工作效率，优化管理，实现最高效的煤矿提升机运营。

4.网络化随着现代网络技术的突飞猛进，PLC技术也向网络化方向发展，成为了现代煤矿提升机设备的必备技术。

PLC的网络化应用可以让不同的PLC设备进行互联互通，数据共享及时化，方便了设备监测、维护和管理，提高了煤矿提升机的智能化程度。

总之，PLC技术在煤矿提升机上的应用，可以满足现代煤矿提升机设备的自动化、智能化和网络化的需求，同时也保障了设备的安全和高效运行。

为了保持PLC技术的高质量和可靠性，还需要增加技术人员的培训和掌握程度，并定期进行监督和检测，确保PLC技术的长期稳定持续运行。