PLC技术在矿井提升机控制系统中的应用

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  [摘 要] 矿井提升机是矿山的重要设备,其控制系统的技术性能和可靠性直接影响矿山的生产安全。老式的矿井提升控制系统线路复杂,调速精度低,可靠性低,故障率高,而基于PLC技术的矿井提升系统具有系统安全性高,运行更加平稳、准确,可以适应不同矿山生产的苛刻要求,性价比很高,具有很强的实用性。本文对PLC强大的逻辑、控制功能及在矿井提升及控制系统中的应用进行了简单阐述。
  [关键词] 矿井提升 PLC技术 性价比 实用性
  前言
  提升机是矿井生产中的关键大型设备,其工作环境是很恶劣的,温度变化大,灰尘多,工作现场存在振动和冲击等影响,同时电磁干扰比较严重,供电质量较差,这些现实条件都导致了矿井提升机电控系统故障概率增加,提升机安全可靠性能差,不但直接影响着全矿生产的正常进行,而且还直接关系到广大矿工的生命安全,因此,有必要采取适当的措施来提高提升机系统的安全可靠性。
  一、PLC控制系统简介
  PLC控制系统在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展,世界范围内的PLC年保持在20%~30%增长率。随着自动化程度的不断提高和PLC市场容量的不断扩大,PLC在工业发达国家的增长速度有所放慢,但是在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速,尤其是在矿井提升机方面。综合资料显示,2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右,在自动化领域中占据着举足轻重的位置。
  二、PLC控制系统的原理及在矿井提升中的运行模式
  PLC按顺序(从上到下、从左到右)将所有输入新号读入到输入映象寄存器中存储,此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段,在本工作周期内的程序执行阶段和输出刷新阶段,无论输入信号如何变化,输入映象寄存器的内容保持不变;PLC对最新从输入映象寄存器和输出映象寄存器读入的输入信号数据进行运算、处理,再将结果暂时存到输出映象寄存器中;在执行完用户所有程序后,PLC一次性地将输出映象寄存器中的执行结果送到输出锁存器中去,在去驱动外部负载。
  运行模式:1.工作模式。PLC过程控制系统的实际工作模式有正常工作模式和简易工作模式两种。在正常工作模式的情况下,系统可以执行所有的运行、控制和检测等功能;在简易工作模式下条件下,PLC系统不工作,只有传动PLC工作,此时系统运行的最高速度被限定在3m/s,系统的部分运行和监控功能缺失,但仍然可以执行简单的提升工作和重要的监控功能,实现全数字行程控制。2.运行模式。PLC系统的运行模式总体分为手动和自动两种。在自动的模式下,当提升机允许开车时,死机只需要根據信号系统发出的开车请求信号给定开车信号,PLC系统自动判断方向、开车、加速、行程、减速、爬行、制动和停车等命令,实现行程全数字化控制,同时实现监控和自诊断和处理。在手动模式下,司机通过速度手柄设置系统速度,在允许的开车条件下,控制提升机的全程,这种情况一般用于PLC系统故障以及特殊运行要求的情况,及相应的基本安全监控功能仍然可以交给系统自动化实现,其安全性的可靠性是可以保证的。
  三、PLC控制提升机软硬件要求
  在硬件系统上,控制系统以PLC为核心,各部分相互配合以完成整个提升工程控制。测速回路为PLC控制运行速度提供速度信号,深度指示器为PLC控制行程提供信号。各种故障信号的输入使PLC作出相应的动作,操作监视平台是操作人员用来操作提升机的,处理各种紧急情况,动力制动电源柜是提升机到达减速点时,由PLC发出信号投入动力制动命令。
  在软件系统上,主要是控制回路、安全回路、以及报警回路的编程。控制回路主要是控制加速减速。不同速度的控制以电阻调控为主。开车行程控制是要根据深度指示器发出的信号,在减速点发减速信号,在停车位置停车等。发出脚踏动力制动是在投入脚踏动力制动以后,司机按照速度原则手动切除电阻。调绳回路主要是控制出现各种故障时,断开正反转回路,以及过卷闭锁、调绳闭锁,报警回路是在出现故障时,控制相应的信号灯闪烁,发出命令,请求处理。
  四、PLC控制提升机的优点及完善
  从系统在矿井提升机应用的情况反馈可在,现在的系统仍存在一些需要完善的问题,例如网络通信功能和先进控制技术及策略如智能控制等,在现有PLC技术的基础上进一步进行功能扩充,将会进一步提高我国矿井提升电控系统的现代化水平。
  五、总结
  PLC技术在矿井提升机的提升系统的应用带来了矿井提升系统的革命。提升机作为矿井生产中重要的设备之一,其控制系统的安全可靠性不仅影响着整个矿山的安全生产,而且其系统一旦出现问题将带来重大的经济损失,甚至生命的威胁。现行的PLC技术的引进是保证矿井提升机安全、稳定、高效运行的重要措施。目前该系统已在徐州矿物集团三河煤矿和江苏天能集团等多家煤矿的主提升机上推广应用,并取得了较好现场效果。
  参 考 文 献
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