1、參考文獻(xiàn):1 孫建中. 選煤廠集中控制技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展EB/O L.2 王光豪, 齊紅亮, 王國琰. 現(xiàn)場(chǎng)控制總線在選煤廠中的應(yīng)用EB/O L . (2008-09-10. http:/lunw en. cnetnew s. com. cn/files/index hylwk_new.php. 3 鄔寬明. 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用選編(2 M .北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 2004.第11期 2009年11月工礦自動(dòng)化Industr y and M ine A utomationNo. 11 Nov. 2009文章編號(hào):1671-251X(2009 11-0100-03煤礦帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)的P

2、LC 程序分析胡宇松(平頂山煤業(yè)集團(tuán)東聯(lián)機(jī)械制造有限責(zé)任公司, 河南平頂山 467021摘要:電控系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行是煤礦帶式輸送機(jī)高效運(yùn)行的重要保證, 而PLC 程序性能的穩(wěn)定是電控系統(tǒng)可靠工作的先決條件。文章以某礦帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)為例, 詳細(xì)介紹了煤礦帶式輸送機(jī)PLC 控制程序的編制, 總結(jié)了程序編制中應(yīng)注意的關(guān)鍵問題。具體應(yīng)用驗(yàn)證了該程序的可靠性。關(guān)鍵詞:煤礦; 帶式輸送機(jī); 電控系統(tǒng); PLC 程序; 分析 中圖分類號(hào):TD634 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 0 引言帶式輸送機(jī)在煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中占有重要的地位, 具有連續(xù)、高效、安全的特性, 同時(shí)可節(jié)約大量的人力資源, 是煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的首選設(shè)備,

3、 因此, 其對(duì)電控系統(tǒng)的安全性、可靠性要求較高。PLC 以其可靠、控制精度高、適應(yīng)范圍廣而在煤礦帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)中大量應(yīng)用, 但其控制程序的優(yōu)劣卻成為影響帶式輸送機(jī)安全運(yùn)行的重要因素。為此, 筆者以為平煤某礦編寫的帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)PLC 程序?yàn)槔? 分析了PLC 程序編制過程中應(yīng)注意的關(guān)鍵問題。該程序很好地完成了對(duì)整部帶式輸送機(jī)的控制, 具有安全策略清晰、控制精度高、故障保護(hù)齊全、及時(shí)等特點(diǎn)。1 工程基礎(chǔ)條件和電控系統(tǒng)要求平煤某礦的帶式輸送機(jī)為井下運(yùn)輸原煤使用, 使用環(huán)境惡劣且為連續(xù)工作制, 基本參數(shù)如下:物料松散比為1. 0t/m 3, 設(shè)計(jì)運(yùn)輸長(zhǎng)度為1100m, 輸送能力為800t/h

4、, 輸送帶為ST2000, 膠帶寬度為收稿日期:2009-07-23作者簡(jiǎn)介:胡宇松(1978- , 男, 助理工程師, 2000年畢業(yè)于華北礦業(yè)高等?？茖W(xué)校, 現(xiàn)主要從事礦用電氣產(chǎn)品的研發(fā)工作。E mail:h uyusongtom. com1000mm , 膠帶機(jī)速度為2. 5m/s, 傾角為8 , 電壓等級(jí)為AC 660V, 計(jì)算功率為3 220kW, 功率配比為2! 1, 根據(jù)煤礦安全規(guī)程#要求需配備液力推桿制動(dòng)器和逆止器及各種膠帶機(jī)保護(hù), 張緊方式為液壓自動(dòng)張緊。其驅(qū)動(dòng)單元布置如圖1所示。1-電動(dòng)機(jī); 2-液力推桿制動(dòng)器; 3-減速機(jī); 4-一級(jí)驅(qū)動(dòng)液筒;5-二級(jí)驅(qū)動(dòng)液筒; 6-改向

5、液筒; 7-膠帶; 8-逆止器圖1 膠帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)單元布置示意圖根據(jù)控制對(duì)象的特性, 要求膠帶輸送機(jī)電控系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):(1 具備較小的啟動(dòng)加速度; (2 具備較大的啟動(dòng)力矩; (3 齊全的保護(hù)功能; (4 需要與前后級(jí)設(shè)備聯(lián)鎖; (5 具備集中控制、就地控制、檢修、手動(dòng)控制等各種控制方式的選擇; (6 具備故障記憶功能; (7 友好的人機(jī)界面。為此, 選用PLC 進(jìn)行控制, 軟啟動(dòng)方式選用礦用隔爆型變頻調(diào)速裝置, 其具有啟動(dòng)電流小、轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)時(shí)間可調(diào)、人工維護(hù)量小、可靠性高等特點(diǎn)。膠帶輸送機(jī)電控系統(tǒng)主回路如圖2所示。 圖2 膠帶輸送機(jī)電控系統(tǒng)主回路圖2 控制流程分析及PLC 配置由于帶式

6、輸送機(jī)長(zhǎng)度較長(zhǎng), 在輸送機(jī)啟動(dòng)之前, 需要進(jìn)行啟車前的信號(hào)預(yù)警, 以避免出現(xiàn)人身事故, 同時(shí)還要考慮3個(gè)安全策略:(1 液力推桿制動(dòng)器與電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之間的關(guān)系; (2 啟動(dòng)后的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài), 即信號(hào)的反饋; (3 膠帶機(jī)機(jī)身沿線故障的緊急停機(jī)。因此, 筆者設(shè)計(jì)的程序控制流程如圖3 所示。圖3 膠帶輸送機(jī)程序控制流程圖PLC 選用三菱公司生產(chǎn)的Q 系列, CPU 為Q01, 配置3塊開關(guān)量輸入模塊Q40X 、2塊開關(guān)量輸出模塊Q40Y 、1塊模擬量輸入模塊Q68ADI 。3 程序分析在實(shí)際編程過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1 初始化:在PLC 上電完成自檢時(shí), 需要初始化程序使用到的內(nèi)存空間, 所用指令

7、如圖4所示。SM 402在RUN 之后只打開1個(gè)掃描周期, 在掃描執(zhí)行類型程序的EN D 處理中變?yōu)镺FF 。圖4 初始化內(nèi)存示意圖(2 故障設(shè)置:根據(jù)故障類型的不同, 將故障分為類故障和%類故障, 當(dāng)膠帶機(jī)發(fā)生類故障時(shí)需要立即停機(jī), 以免事故的擴(kuò)大, 這些故障為急停故障、松閘返回信號(hào)中斷、變頻器返回信號(hào)中斷等; 當(dāng)發(fā)生%類故障時(shí), 需要通過延時(shí)來消除客觀原因造成的誤動(dòng)作信號(hào), 比如堆煤、跑偏、縱向撕裂故障、煙霧和溫度故障等。對(duì)類和%類故障, 其故障的程序設(shè)置是相同的, 不同的只是對(duì)故障的處理方式, 因此, 所有的類和%類故障分別設(shè)置故障匯總B2和故障匯總B1。以堆煤保護(hù)為例, X48為堆煤傳

8、感器輸入口, 設(shè)置T58的目的是為了避免在正常運(yùn)行過程中, 大的煤塊偶爾碰觸到傳感器所引起的傳感器誤動(dòng)作, 從而影響到生產(chǎn)的正常運(yùn)行。如果堆煤信號(hào)一直有效, 在經(jīng)過1s 延時(shí)后, 則置位B57, 即對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行記憶, 同時(shí)堆煤故障信號(hào)通過SM 412的控制進(jìn)行閃爍報(bào)警。在故障現(xiàn)象處理完成后, 需要通過復(fù)位信號(hào)來清除該故障記憶。其它故障信號(hào)的程序編制與此相同。堆煤故障的程序設(shè)置如圖5 所示。圖5 堆煤故障的程序設(shè)置示意圖(3 工作方式選擇:由于膠帶機(jī)工作方式的多樣性, 其控制方式的選擇也應(yīng)是多樣的?？刂品绞降倪x擇通過外部的轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)。X20、X21、X22分別為集控、就地、檢修等控制方式的輸

9、入端口, 在同一時(shí)刻, 只能有1種控制方式, 即X20、X21、X22只能有1個(gè)輸入信號(hào)。當(dāng)膠帶機(jī)工作在集控工作狀態(tài)時(shí), 其啟、停狀態(tài)將受到前、后級(jí)設(shè)備的聯(lián)鎖控制, 而不受本機(jī)控制; 在就地狀態(tài)時(shí), 將由本機(jī)的司機(jī)操作臺(tái)控制; 在檢修狀態(tài)時(shí), 對(duì)于%類故障(B1 將被屏蔽, 而只保留主要的故障保護(hù), 例如沿線急停等。M 3為啟動(dòng)總變量。工作方式選擇的程序設(shè)計(jì)如圖6所示。(4 啟動(dòng)與停止:啟動(dòng)與停止的程序設(shè)計(jì)如圖7所示。在工作方式選擇完成后, 如果外部沒有各類保護(hù)的故障輸入, 則可以進(jìn)行正常的啟車工作。T 4&101&2009年第11期胡宇松:煤礦帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)的PLC 程序

10、分析 圖6 工作方式選擇的程序設(shè)計(jì)圖為啟動(dòng)前的預(yù)警時(shí)間, 設(shè)置時(shí)間為810s, T 4的動(dòng)作受啟動(dòng)總變量M 3控制; 同時(shí), 在電機(jī)啟動(dòng)之前, 液力推桿制動(dòng)器將提前打開, 并且在膠帶機(jī)運(yùn)行過程中一直保持該狀態(tài)。如果膠帶機(jī)工作在手動(dòng)狀態(tài), 將可以完成電機(jī)的單臺(tái)啟動(dòng)。由于膠帶機(jī)為三機(jī)驅(qū)動(dòng), 為避免同時(shí)啟動(dòng)造成的電網(wǎng)沖擊, 還需要對(duì)2#膠帶機(jī)和3#膠帶機(jī)進(jìn)行延時(shí)啟動(dòng)。延時(shí)時(shí)間分別設(shè)定為2s 。圖7 啟動(dòng)與停止的程序設(shè)計(jì)圖(5 人機(jī)界面:友好的人機(jī)界面是優(yōu)秀的工程設(shè)計(jì)不可缺少的。選用威倫通公司的MT 506M V 觸摸屏作為人機(jī)界面, 在屏幕上動(dòng)態(tài)顯示膠帶機(jī)的工作方式、膠帶速度、電機(jī)電流、故障保護(hù)等各

11、種工作參量。在PLC 程序中, 膠帶速度、電機(jī)電流等模擬量信號(hào)需要通過頻率或電流變送器轉(zhuǎn)換為420mA 的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后, 經(jīng)A/D 模塊轉(zhuǎn)換才能讀入到PLC 內(nèi)存中, 供計(jì)算和顯示。筆者所使用的電流變送器參數(shù)為0300A/420mA, 但Q68ADI 每通道最大輸入數(shù)值為4000, 因此, 實(shí)際電流顯示的計(jì)算公式為I =n 300/4000(n 為A/D 轉(zhuǎn)換后的電流數(shù)值 。D100為A/D 模塊通道1的數(shù)據(jù)輸入地址, D0存放的是實(shí)際電流值。人機(jī)界面中模擬量處理程序如圖8 所示。圖8 人機(jī)界面中模擬量處理程序圖4 結(jié)語本文介紹的PLC 程序很好地完成了對(duì)整部帶式輸送機(jī)的控制, 具有安全策略清晰

12、、控制精度高、故障保護(hù)齊全、及時(shí)等特點(diǎn)。該程序已在某帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)中運(yùn)行, 投入運(yùn)營以來, 設(shè)備運(yùn)行正常, 對(duì)各種保護(hù)動(dòng)作的延時(shí)設(shè)置合理, 由此得出如下結(jié)論:(1 由于煤礦帶式輸送機(jī)工作條件惡劣, 其在安裝、使用過程中不可預(yù)料因素很多, 有自然因素也有人為因素; 但在編制程序時(shí), 要本著以人為本的思想, 把安全放在第一位, 這種思想到任何時(shí)候、任何地點(diǎn)都不能動(dòng)搖;(2 程序的編制要力求簡(jiǎn)潔明了, 尤其在外部輸入變量較多時(shí), 要對(duì)不同的輸入變量進(jìn)行分類, 詳細(xì)分析各類關(guān)系, 尤其是牽涉到安全的互鎖、閉鎖關(guān)系時(shí)更應(yīng)慎重, 否則, 輕則出現(xiàn)設(shè)備事故, 重則出現(xiàn)人身傷亡的情況;(3 程序編制好后, 在對(duì)設(shè)備的操作上要做到簡(jiǎn)單、易懂, 不要預(yù)留過多的選擇、考慮等。要考慮到不同操作人員知識(shí)素質(zhì)和對(duì)設(shè)備了解與掌握程度對(duì)安全的影響問題。參考文獻(xiàn):1 劉海波, 卓邦遠(yuǎn). P LC 在煤礦帶式輸送機(jī)電控裝置中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用J.安徽科技, 2008(8 .2 王思文, 張兆亞, 張文能. 基