PLC技術(shù)在機(jī)電管控中的實(shí)用性分析

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近幾年來(lái)，plc技術(shù)更是被廣泛應(yīng)用到礦山機(jī)電控制，而且正逐漸代替繼電器控制，根據(jù)相關(guān)工程，PLC技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性方面具有一定優(yōu)勢(shì)。

一、PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用分析

1.1PLC技術(shù)在礦山老舊提升機(jī)中的改造應(yīng)用

目前礦山機(jī)械改造的可行方法之一就是在保留提升機(jī)機(jī)械和直流主電機(jī)相關(guān)部分的條件下，在大功率晶閘管變流器和可編程控制器的基礎(chǔ)上對(duì)老舊提升機(jī)的原繼電器控制進(jìn)行有效改造，具體方法如下：

(1)把原來(lái)的操作臺(tái)的位置進(jìn)行搬移，從而創(chuàng)造比較有利的條件讓新操作臺(tái)進(jìn)行安裝，暫時(shí)在原操作臺(tái)進(jìn)行提升機(jī)的改造試驗(yàn)，運(yùn)行系統(tǒng)仍為老系統(tǒng)。

(2)為了新老系統(tǒng)替換方便，把新舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換刀閘安裝在電樞的回路上。采取多路航空插頭對(duì)提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑油泵的控制進(jìn)行新老系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，保留老系統(tǒng)以備用。

(3)安裝的時(shí)候?qū)|(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，由負(fù)責(zé)維護(hù)的相關(guān)技術(shù)工人負(fù)責(zé)安裝，以便于機(jī)器以后的運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)。

(4)為了使新系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間得到一定程度的縮短，應(yīng)采用電控來(lái)監(jiān)測(cè)并控制井筒位置的開(kāi)關(guān)及各機(jī)械潤(rùn)滑制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行等相關(guān)情況。完成傳感器的安裝后再根據(jù)具體情況實(shí)施送電的在線測(cè)試，在測(cè)試的過(guò)程中，必須對(duì)每個(gè)測(cè)量數(shù)值都作進(jìn)一步有效確定，以使其符合提升系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)老系統(tǒng)的功能實(shí)施提升時(shí)，要對(duì)計(jì)算機(jī)中每部分的連續(xù)性運(yùn)轉(zhuǎn)的所有過(guò)程作逐步檢查，盡可能地保證系統(tǒng)功能的提升及切換能一次性完成。

(5)裝卸載系統(tǒng)的在線調(diào)試結(jié)束后，通過(guò)老系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行有效提升，而且對(duì)提升機(jī)裝卸載站進(jìn)行控制時(shí)，必須通過(guò)新系統(tǒng)中的控制器的可編程系統(tǒng)，從而通過(guò)老系統(tǒng)混合控制的方法使裝卸載控制系統(tǒng)和提升信號(hào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一次性投入并取得成功，從而從新系統(tǒng)全面調(diào)試的工作總量得到有效減少。

(6)運(yùn)轉(zhuǎn)速度、位置及電流閉環(huán)共同構(gòu)成了傳動(dòng)回路系統(tǒng)，它們是否正確直接對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。每天對(duì)位置閉環(huán)、電流閉環(huán)以及運(yùn)轉(zhuǎn)速度等環(huán)節(jié)進(jìn)行檢修的時(shí)候，可通過(guò)對(duì)其進(jìn)行電樞回路電流環(huán)控制的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)及編碼器輸出試驗(yàn)來(lái)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)各參數(shù)的響應(yīng)情況進(jìn)行確定，進(jìn)而創(chuàng)造有利條件給重載測(cè)試和全系統(tǒng)空載，以促進(jìn)它們運(yùn)轉(zhuǎn)的順利。

(7)讓全礦井機(jī)電設(shè)備停產(chǎn)并對(duì)其實(shí)施檢修時(shí)，直接讓全系統(tǒng)空載進(jìn)行一次性的試運(yùn)，從而通過(guò)速度的多次提高來(lái)使運(yùn)行速度達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求。裝煤重載運(yùn)行試驗(yàn)必須在系統(tǒng)完成平穩(wěn)及準(zhǔn)確運(yùn)行后才能進(jìn)行，從而使整個(gè)系統(tǒng)的全載全自動(dòng)方式的提升得到有效實(shí)現(xiàn)。

1.2井下風(fēng)門自動(dòng)啟閉的實(shí)現(xiàn)分析

就目前而言，通常都是采用人工操作方式對(duì)井下風(fēng)門進(jìn)行操作控制，開(kāi)門時(shí)強(qiáng)大的操作力及強(qiáng)大的負(fù)壓力都在一定程度上對(duì)開(kāi)啟及關(guān)閉造成影響。另一方面，還會(huì)給風(fēng)門帶來(lái)破壞性影響。根據(jù)井下風(fēng)門結(jié)構(gòu)不同于其他系統(tǒng)的特性，當(dāng)來(lái)往的車輛受到遠(yuǎn)紅外傳感器的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)，采用可控制的編程器來(lái)控制井下風(fēng)門的自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，這樣就能在一定程度上使車輛及行人的安全得到有效保障，而且還能在節(jié)省一定的人力物力，進(jìn)而節(jié)約一定的成本。先開(kāi)窗口后開(kāi)門是這項(xiàng)技術(shù)的重要部分，風(fēng)門兩側(cè)的空氣壓差比較大，風(fēng)門通常都會(huì)有比較大的面積，因此風(fēng)門的開(kāi)啟壓力常會(huì)達(dá)到35～50kg，當(dāng)用比較小的力開(kāi)啟風(fēng)門時(shí)，這個(gè)壓力才會(huì)出現(xiàn)一定程度的減少（有時(shí)候會(huì)減少到5kg以下）。因此，可通過(guò)在風(fēng)門上安裝一個(gè)窗口來(lái)使開(kāi)啟壓力得到一定程度的減少。下面是井下風(fēng)門自動(dòng)啟閉系統(tǒng)工作的相應(yīng)原理：對(duì)風(fēng)門進(jìn)行開(kāi)啟時(shí)，應(yīng)給二位五通雙控電磁閥傳達(dá)控制信號(hào)，運(yùn)走部分會(huì)在電磁閥進(jìn)入到供氣位置的時(shí)候，通過(guò)汽缸的活塞的帶動(dòng)而進(jìn)行向外運(yùn)動(dòng)，然后在適當(dāng)時(shí)候打開(kāi)門上的小窗。固定銷會(huì)小窗的開(kāi)啟和風(fēng)門成30°夾角時(shí)對(duì)小窗產(chǎn)生一定程度的阻擋作用，從而導(dǎo)致小窗不能繼續(xù)打開(kāi)，但行走支點(diǎn)還是會(huì)在這個(gè)時(shí)候持續(xù)向前移動(dòng)，進(jìn)而使風(fēng)門得以正常開(kāi)啟并有效完成作業(yè)。風(fēng)門上的小窗開(kāi)啟后，風(fēng)門內(nèi)外的壓差就會(huì)相應(yīng)地出現(xiàn)逐漸消失的現(xiàn)象，因此，風(fēng)門的開(kāi)啟并沒(méi)有很大難度。當(dāng)風(fēng)門開(kāi)啟角為90。時(shí)，風(fēng)門就會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，行人及車輛可在這個(gè)時(shí)候安全通行。當(dāng)系統(tǒng)需關(guān)閉風(fēng)門的時(shí)候，可把控制信號(hào)輸送給二位五通雙控電磁閥，并采取相應(yīng)措施使其把方向進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換；控制壓氣會(huì)在這個(gè)時(shí)候進(jìn)入到汽缸的另一端，接著汽缸活塞就會(huì)帶動(dòng)行走部分并使其產(chǎn)生向回運(yùn)轉(zhuǎn)，然后小窗就會(huì)處于關(guān)嚴(yán)狀態(tài)，只要風(fēng)門沒(méi)有被完全關(guān)閉，風(fēng)門也會(huì)出現(xiàn)程度不同的轉(zhuǎn)動(dòng)。

1.3PLC在選煤廠集控系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

兗州礦業(yè)(集團(tuán))公司某煤礦選煤廠的系統(tǒng)采用上位機(jī)監(jiān)控控制器系統(tǒng)相結(jié)合以數(shù)據(jù)量邏輯為主控制模式，通過(guò)少量的工藝過(guò)程參數(shù)的模擬值實(shí)施監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)工藝流程系統(tǒng)裝置的集中啟、停車控制及運(yùn)行過(guò)程中的連鎖控制。SIMATIC$70-300、SIMATICT1545是該廠以前使用的配煤系統(tǒng)及集控系統(tǒng)。原煤重介選矸系統(tǒng)、跳汰(水洗)系統(tǒng)、沉降離心脫水系統(tǒng)、壓濾車間監(jiān)控系統(tǒng)、儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)、除木雜系統(tǒng)以及撈坑系統(tǒng)是集控系統(tǒng)的重要組成部分。把集控系統(tǒng)進(jìn)行改造完成，可編程控制器主機(jī)已成為一臺(tái)系統(tǒng)獨(dú)立的機(jī)器，它主要由壓濾、儲(chǔ)運(yùn)以及洗煤系統(tǒng)共同構(gòu)成。單獨(dú)的可編程控制器主機(jī)放在原煤車間，但兩臺(tái)主機(jī)主機(jī)之間必須通過(guò)其他設(shè)備才能進(jìn)行通信?？刂品桨钢饕墒┠偷?40系列（PLC系統(tǒng)）構(gòu)成，中央處理單元以CPUll303作為主機(jī)，具有MODBUSPLUS、MOD昏US接口和512K字節(jié)RAM。工業(yè)總線結(jié)構(gòu)的分布式控制系統(tǒng)在原煤車間及廠調(diào)度室都有各自的可編程控制器主機(jī)站，且都是由控制電路和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)連接的部分共同構(gòu)成。在壓濾車間配電室、原煤1#變電所、篩分車間配電室、重介三樓配電室、5PD-1配電室、原煤2#變電所、重介三樓配電室、以及原煤倉(cāng)下等地方都有分布站，原煤系統(tǒng)可編程控制器對(duì)原煤車間3PD、篩分車間配電室、重介三樓配電室、原煤1#變電進(jìn)行控制，而廠調(diào)度室可編程控制器則對(duì)其他站進(jìn)行控制。

二、結(jié)語(yǔ)

PLC技術(shù)已在礦山機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)中得到比較廣泛的應(yīng)用，這在一定程度上說(shuō)明PLC技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備的改造中有著比較好地發(fā)展前景。

作者：柏正果 單位：肥城礦業(yè)集團(tuán)張家口能源有限公司