談PLC可編程控制程序在膠帶運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用
論文關(guān)鍵詞 膠帶輸送機 PLC 保護裝置 應(yīng)用
論文摘要 煤礦膠帶輸送機控制運行系統(tǒng)種類繁多。采用可靠穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，提高皮帶運轉(zhuǎn)效率，在煤礦安全生產(chǎn)中具有重要意義。本文討論應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)來提高皮帶運輸系統(tǒng)的安全性和可靠性。
1 概述
現(xiàn)在的膠帶輸送機系統(tǒng)多數(shù)采用單片機控制，運行穩(wěn)定性不高，智能化不強，尤其是綜合保護裝置穩(wěn)定性差，各種保護傳感器故障發(fā)生頻繁，而且主機控制模塊化，插件易損壞，更換頻率高。由于采用模塊化設(shè)計，小部分模塊壞時，企業(yè)往往就要更換整個大模塊，從而造成資源浪費，加大了煤礦生產(chǎn)成本投入。而采用PLC可編程控制程序的綜合保護裝置，它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。它的主要優(yōu)點包括：
1.1可靠性高，抗干擾能力強
高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC控制系統(tǒng)由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，內(nèi)部電路具有先進的抗干擾技術(shù)，為使無故障工作時間更長，采用可編程二重容錯處理技術(shù)。此外，PLC控制系統(tǒng)帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。
1.2配套齊全，功能完善，適用性強
PLC發(fā)展到今天，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。隨著PLC的不斷發(fā)展， PLC在位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中的技術(shù)應(yīng)用已相當(dāng)成熟。
1.3易學(xué)易用，維護方便
PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。
1.4經(jīng)濟合算
盡管使用PLC首次投資要大些，但它的體積小、所占空間小，輔助設(shè)施的投入少；工作可靠，停工損失少；維修簡單，維修費少；還可再次使用以及能帶來附加價值等等，從中可得更大的回報。
通過以上分析，采用PLC控制系統(tǒng)，能大大改善膠帶輸送機運行穩(wěn)定差，設(shè)備易損害，成本投入高等缺點。它在綜合保護裝置技術(shù)中的應(yīng)用十分廣泛，可行性強。
2 PLC控制程序在膠帶輸送機綜合保護裝置的應(yīng)用
膠帶輸送機綜合保護裝置主要包括主機、防滑保護、堆煤保護和防跑偏保護、溫度保護、煙霧保護和自動灑水裝置，以及沿線緊停開關(guān)和全巷道語音報警信號等，現(xiàn)就PLC可編程控制系統(tǒng)在綜合保護裝置中的應(yīng)用做如下介紹：
2.1主機
主機可采用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。使配置應(yīng)用靈活，便于擴展維護，易于編程，可實時顯示工作狀態(tài)及故障性質(zhì)，同時選用可靠性高的連接器件，使其布局合理、體積小、重量輕，本安電路經(jīng)防潮防水處理，避免出現(xiàn)受潮。同時設(shè)計啟動預(yù)告、啟動、停止、緊急停車、聯(lián)鎖等功能的開關(guān)量輸出。包括煙霧保護、溫度保護、超溫灑水等。
針對膠帶輸送機的頻繁啟動，輸送帶容易出現(xiàn)斷帶、撕帶事故的弊端，設(shè)計膠帶點動啟動系統(tǒng)。同時可設(shè)有實驗、集控、工作3種操作方式�？筛鶕�(jù)生產(chǎn)，維修需要任意轉(zhuǎn)換，并可實時監(jiān)測各種傳感器狀況及沿線緊停開關(guān)信號。
1）在實驗操作方式下，可以對任意一種傳感器進行實驗，并確認是否完好運轉(zhuǎn)正常；
2）在集控操作方式下，可以對某種故障傳感器進行解除和投入。因某種傳感器突然故障或其他原因等，仍使系統(tǒng)繼續(xù)運轉(zhuǎn)；
3）在工作操作方式下，可以根據(jù)點動啟動方式，先讓輸送帶得到緩沖，然后第二次按啟動按鈕使輸送機正常運轉(zhuǎn)，既減輕了膠帶撕帶接頭的緩沖壓力，避免了膠帶斷帶撕帶現(xiàn)象，有效地遏止了事故的發(fā)生。
2.2煙霧傳感器
采用專用煙霧集成電路，傳感器輸出與煙霧信號成正比的電壓信號，經(jīng)電壓比較器及數(shù)字電路處理輸出煙霧超限報警信號。特別適合于礦井防火灑水，起到高溫報警的作用。
2.3速度傳感器
速度傳感器具有發(fā)光管和光電接收管,通過接收滾筒上的磁脈沖，通過在標準時間內(nèi)計數(shù)脈沖次數(shù)得到輪的轉(zhuǎn)速,從而得到軸轉(zhuǎn)速。實現(xiàn)檢測低速打滑、斷帶和超速保護。穩(wěn)定性、抗干擾能力強。
2.4防跑偏裝置
可由接線箱和傳動桿兩部分組成，導(dǎo)桿采用高速軸承接觸與皮帶同步運動，減少了皮帶磨損，選用行程開關(guān)，傳動導(dǎo)臂大于設(shè)定時停機。
2.5堆煤傳感器
采用萬向推桿方式，當(dāng)皮帶煤倉、煤流超限時，煤流推動導(dǎo)桿大于設(shè)定角度時，延時0s~4s主機動作，皮帶停機。
2.6溫度傳感器
采用專用溫度集成電路和高精度轉(zhuǎn)換器、V/V轉(zhuǎn)換、電壓比較器、報警器及輸出電路。具有精度高，免校準，工作穩(wěn)定可靠，設(shè)定容易等優(yōu)點。
2.7急停開關(guān)
作為沿線維修及系統(tǒng)異常事故的安全鎖定，復(fù)位后方可開機。可采用行程開關(guān)設(shè)計。輸送機巷道每個緊停開關(guān)用拉繩進行連接，信號接入帶式輸送機控制開關(guān)，實現(xiàn)在輸送機巷道內(nèi)任何一點都能緊急停車的功能。
2.8語音信號器
語音報警信號裝置集信號傳遞、發(fā)光顯示、通話為一體。通過電壓放大器與輸送機綜合保護裝置主機相連接。在全巷道內(nèi)安設(shè)多個該裝置，并通過電纜串聯(lián)連接，從而在全巷道內(nèi)實現(xiàn)了報警功能。當(dāng)輸送帶要啟動時，它與膠帶綜合保護裝置主機啟動信號同步響起，在全巷道內(nèi)發(fā)出啟動預(yù)警信號，提醒周圍職工遠離輸送帶，確保人員安全。
2.9自動灑水裝置
灑水裝置應(yīng)安裝在輸送機驅(qū)動裝置兩側(cè)，其灑水能夠起到對驅(qū)動膠帶和驅(qū)動滾筒同時灑水降溫滅火的效果。它與溫度保護、煙霧保護裝置的作用是當(dāng)輸送帶在驅(qū)動滾筒上打滑，使輸送帶與驅(qū)動滾筒摩擦，驅(qū)動滾筒與輸送帶的溫度升高，熱量積聚，產(chǎn)生煙霧時，監(jiān)測溫度信號、煙霧信號，實現(xiàn)自動停機，并自動灑水，把事故消滅在萌芽狀態(tài)。
3 結(jié)論
膠帶輸送機保護裝置中PLC可編程程序控制技術(shù)的應(yīng)用，方便實現(xiàn)了整條輸送機的邏輯控制，主要技術(shù)參數(shù)的在線監(jiān)測，大大提高了文明生產(chǎn)與科學(xué)管理的水平，實現(xiàn)其速度、堆煤、跑偏的自動檢測與溫度、煙霧動作時的自動灑水，可使膠帶輸送機司機心中有數(shù)，這對減員增效，降低工作的維修工作量，提高工人素質(zhì)，改善其工作環(huán)境均有一定的現(xiàn)實意義。
參考文獻
[1]王友峰，王茂貴，陳永勝，王和平.脈沖調(diào)速及其在架線式電機車上的應(yīng)用[J].礦山機械，2002(8).
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