论文部分内容阅读
【摘要】煤矿机电系统利用PLC控制技术，可以进一步提高煤矿生产的安全性，使机电系统结构得到简化，可以对煤矿机械运行状态和煤矿环境进行监测，具有较强的抗干扰能力，提高了煤矿机电系统的整体效率。因此，本文对PLC在煤矿井下胶带运输机中的应用进行阐述。
【关键词】煤矿;PLC;胶带运输机;应用
引言
在实际的煤矿生产工作中，胶带运输机作为重要的、具有高效开采的机电一体化技术设备，为实践工作带来了极大的便利与工作上的效率，因此对胶带运输机在工作中出现的问题，是需要进行针对性的分析，以及优化方案上的改造的，在后续的使用阶段中，还要不断的去加强改造分析，从而让煤矿机电一体化生产的生产效率带来更加稳定的技术保障。
1 PLC技术简介
PLC是一种可编程控制器，硬件组成方式与人们采用计算机比较相近，主要是由于控制芯片、通信功能单元、输入输出单元等构成。开发起来十分便利，具有较高的可靠性和稳定性。可以取代原来的继电器控制技术，简化控制线路，在工业领域得到了广泛的应用。程序的编写采用可视化的梯形图语言，程序结构和运行状态可以直观地体现给调试人员，只有具备基础的计算机知识，就可以组建起PLC控制系统的外围控制电路，也可以编写简单的控制程序。PLC控制系统的开发周期比较快，一种先进的数字控制技术，煤矿机械中应用PLC控制技术，可以进一步减省控制系统占用的空间，也可以利用高效的通信功能，建立起控制网络，实现煤炭开采的自动化。
2胶带运输机工程概论
作为一种可以连续工作运转的运输设备，胶带运输机主要就是利用胶带来作为牵引的机构，并利用胶带来对需求进行运输的物资物料提供承载，以此来实现物资物料连续不断的运输作业。因为胶带运输设备安全、稳定、高效，故而在我国的工业以及煤矿生产领域中，这种运输方法都得到了极为广泛的应用，是此类行业领域中公认的高效运输设备。单从胶带运输机电的特点上来讲，它具有运输距离长、运输量级大以及可以持续运输等等特点，胶带运输机还可以实现自动化的集中控制。但是，不可否认的是，胶带运输机在應用阶段中，也会因为某些运输问题而导致生产效能低下，为机电一体化的实现而带来障碍。
比如，在实际的运输过程中，会有大体积的矸石与大块的煤块被夹杂在需要运输的煤块之间，而煤块在到达各个卸载点时，里面的矸石与煤块就会因为受到高速的冲击，而导致皮带支撑托架出现掉落等情况，使得整体托架倾倒，最终将中断生产的继续，给煤矿的生产将带来极大的安全隐患。
3 PLC控制原理
3.1采样输入环节
PlC控制系统为了实现控制功能，需要通过传感装置采集到控制机构的具体状态，是实现自动控制首先需要解决的问题。传感装置输入状态信息进入到PLC的模拟量输入端子，经过工程量转换后形成可以控制的数值。内部的CPU会对控制系统内的所有传感装置进行扫描，把采集到的数据进行输入然后存储在I/O映像区间中，等待着控制程序的调用。采样输入环节单独存在的，不会受到控制环节的影响，但直接影响着控制精度，需要保证输入数据的准确性。
3.2程序执行环节
根据具体的控制要求，在主程序中会调用不同的子程序，为了更为直观的体现出控制过程，一般都会配套使用显示装置，可以把控制状态、采集的数据和具体的执行情况，更为直观地反应给操作人员。调用采集到的数值进行计算，通过对多种数值的计算和逻辑处理，采用多种控制算法，则会形成控制输出的数据[1]。
3.3控制输出环节
控制程序执行完成后就会转入到输出环节，PLC控制器会不断刷新控制逻辑和数值，执行机构会控制控制逻辑进行动作，输出的控制数据也会决定着控制对象的行程和开度。控制可以通过模拟量输出端或开关量输出端口完成，随着通信技术不断完善，很多执行机构都集成了开放性的通信端口，可以实现与PLC控制器的通信，控制数据也可以通过通信方式来完成。很多PLC还集成了互联网通信端口，使得PLC的组网性能和控制能力得到进一步提升，为组建起大范围的工控网创造条件。
4 PLC在控制系统中的应用
煤炭开采使用的胶带运输机原来采用人工控制方式，停止运输时需要调整液压系统的输出压力，让闸瓦可以更好地与制动片产生接触，使制动阻力变大而使机械停止运转。该种制动办法会由于摩擦产生较大的热量，对煤矿带来很大的安全隐患。利用PLC监测控制技术可以实现对制动片工作状态的监测，利用间歇式制动的办法，避免制动过程中形成火花[3]。
4.1地面控制中心
PLC系统的控制中心位于中央控制室内，中央控制室距离井下的操作地点较远，主要功能为远程监控。实际生产过程中，为了尽可能减少误差的发生，一般通过冗余设计提升系统的可靠性，将其操作方式分为手动以及自动两种。
手动控制主要是为自动控制进行补充。自动控制是在综合的操作模式下由编程器进行输入以及输出，从而实现设备的控制，同时能够对设备的实际运行情况及时监控，监控的内容包括运行过程中电机的功率、电流、温度等。当其超过原有的工作设定值时，则会发出对应的警告，从而保证工作人员进行及时决策。手动控制一般是在自动控制失控时进行操作，通过工作人员操作实现。控制中心一般还会布置信号隔离继电器，这种继电器是采用双CPU冗余控制系统进行系统的控制，整体性能更为可靠。
4.2胶带运输机分站
井下生产过程中，胶带运输机的控制分站为可编程控制器，其功能主要是对设备的整个生产过程进行合理的控制。各胶带运输机都有其独立的控制中心，而各控制中心之间需要联网之后进行统一的分配，保证各设备的生产信息能够及时传达到地面的控制中心进行统一生产安排[4]。
结束语
综上所述，胶带运输机作为矿井主要运输设备之一，其特性决定了整个矿井的生产效率。现阶段，随着开采深度的不断增加，井下生产环境更加复杂，对于胶带输送机的生产需求也在不断的提升。PLC运用在在胶带运输中可以有效提高其生产能力及安全性能，降低故障发生率，有效实现了整个矿井的安全高效生产。
参考文献
[1]PLC在煤矿井下胶带运输机中的应用[J].赵利文.矿业装备.2018（06）
[2]探索煤矿胶带运输机自动化运输系统的PLC技术实现[J].张然.中小企业管理与科技（下旬刊）.2017（02）
[3]胶带运输机安装过程中存在的问题及改进措施分析[J].张一青.能源与节能.2019（03）
[4]郇恒恒，原紫育.煤矿皮带运输机常遇故障和处理方法探析[J].技术与市场，2018（4）.
（作者单位：国家能源集团宁夏煤业公司石槽村煤矿）
【关键词】煤矿;PLC;胶带运输机;应用
引言
在实际的煤矿生产工作中，胶带运输机作为重要的、具有高效开采的机电一体化技术设备，为实践工作带来了极大的便利与工作上的效率，因此对胶带运输机在工作中出现的问题，是需要进行针对性的分析，以及优化方案上的改造的，在后续的使用阶段中，还要不断的去加强改造分析，从而让煤矿机电一体化生产的生产效率带来更加稳定的技术保障。
1 PLC技术简介
PLC是一种可编程控制器，硬件组成方式与人们采用计算机比较相近，主要是由于控制芯片、通信功能单元、输入输出单元等构成。开发起来十分便利，具有较高的可靠性和稳定性。可以取代原来的继电器控制技术，简化控制线路，在工业领域得到了广泛的应用。程序的编写采用可视化的梯形图语言，程序结构和运行状态可以直观地体现给调试人员，只有具备基础的计算机知识，就可以组建起PLC控制系统的外围控制电路，也可以编写简单的控制程序。PLC控制系统的开发周期比较快，一种先进的数字控制技术，煤矿机械中应用PLC控制技术，可以进一步减省控制系统占用的空间，也可以利用高效的通信功能，建立起控制网络，实现煤炭开采的自动化。
2胶带运输机工程概论
作为一种可以连续工作运转的运输设备，胶带运输机主要就是利用胶带来作为牵引的机构，并利用胶带来对需求进行运输的物资物料提供承载，以此来实现物资物料连续不断的运输作业。因为胶带运输设备安全、稳定、高效，故而在我国的工业以及煤矿生产领域中，这种运输方法都得到了极为广泛的应用，是此类行业领域中公认的高效运输设备。单从胶带运输机电的特点上来讲，它具有运输距离长、运输量级大以及可以持续运输等等特点，胶带运输机还可以实现自动化的集中控制。但是，不可否认的是，胶带运输机在應用阶段中，也会因为某些运输问题而导致生产效能低下，为机电一体化的实现而带来障碍。
比如，在实际的运输过程中，会有大体积的矸石与大块的煤块被夹杂在需要运输的煤块之间，而煤块在到达各个卸载点时，里面的矸石与煤块就会因为受到高速的冲击，而导致皮带支撑托架出现掉落等情况，使得整体托架倾倒，最终将中断生产的继续，给煤矿的生产将带来极大的安全隐患。
3 PLC控制原理
3.1采样输入环节
PlC控制系统为了实现控制功能，需要通过传感装置采集到控制机构的具体状态，是实现自动控制首先需要解决的问题。传感装置输入状态信息进入到PLC的模拟量输入端子，经过工程量转换后形成可以控制的数值。内部的CPU会对控制系统内的所有传感装置进行扫描，把采集到的数据进行输入然后存储在I/O映像区间中，等待着控制程序的调用。采样输入环节单独存在的，不会受到控制环节的影响，但直接影响着控制精度，需要保证输入数据的准确性。
3.2程序执行环节
根据具体的控制要求，在主程序中会调用不同的子程序，为了更为直观的体现出控制过程，一般都会配套使用显示装置，可以把控制状态、采集的数据和具体的执行情况，更为直观地反应给操作人员。调用采集到的数值进行计算，通过对多种数值的计算和逻辑处理，采用多种控制算法，则会形成控制输出的数据[1]。
3.3控制输出环节
控制程序执行完成后就会转入到输出环节，PLC控制器会不断刷新控制逻辑和数值，执行机构会控制控制逻辑进行动作，输出的控制数据也会决定着控制对象的行程和开度。控制可以通过模拟量输出端或开关量输出端口完成，随着通信技术不断完善，很多执行机构都集成了开放性的通信端口，可以实现与PLC控制器的通信，控制数据也可以通过通信方式来完成。很多PLC还集成了互联网通信端口，使得PLC的组网性能和控制能力得到进一步提升，为组建起大范围的工控网创造条件。
4 PLC在控制系统中的应用
煤炭开采使用的胶带运输机原来采用人工控制方式，停止运输时需要调整液压系统的输出压力，让闸瓦可以更好地与制动片产生接触，使制动阻力变大而使机械停止运转。该种制动办法会由于摩擦产生较大的热量，对煤矿带来很大的安全隐患。利用PLC监测控制技术可以实现对制动片工作状态的监测，利用间歇式制动的办法，避免制动过程中形成火花[3]。
4.1地面控制中心
PLC系统的控制中心位于中央控制室内，中央控制室距离井下的操作地点较远，主要功能为远程监控。实际生产过程中，为了尽可能减少误差的发生，一般通过冗余设计提升系统的可靠性，将其操作方式分为手动以及自动两种。
手动控制主要是为自动控制进行补充。自动控制是在综合的操作模式下由编程器进行输入以及输出，从而实现设备的控制，同时能够对设备的实际运行情况及时监控，监控的内容包括运行过程中电机的功率、电流、温度等。当其超过原有的工作设定值时，则会发出对应的警告，从而保证工作人员进行及时决策。手动控制一般是在自动控制失控时进行操作，通过工作人员操作实现。控制中心一般还会布置信号隔离继电器，这种继电器是采用双CPU冗余控制系统进行系统的控制，整体性能更为可靠。
4.2胶带运输机分站
井下生产过程中，胶带运输机的控制分站为可编程控制器，其功能主要是对设备的整个生产过程进行合理的控制。各胶带运输机都有其独立的控制中心，而各控制中心之间需要联网之后进行统一的分配，保证各设备的生产信息能够及时传达到地面的控制中心进行统一生产安排[4]。
结束语
综上所述，胶带运输机作为矿井主要运输设备之一，其特性决定了整个矿井的生产效率。现阶段，随着开采深度的不断增加，井下生产环境更加复杂，对于胶带输送机的生产需求也在不断的提升。PLC运用在在胶带运输中可以有效提高其生产能力及安全性能，降低故障发生率，有效实现了整个矿井的安全高效生产。
参考文献
[1]PLC在煤矿井下胶带运输机中的应用[J].赵利文.矿业装备.2018（06）
[2]探索煤矿胶带运输机自动化运输系统的PLC技术实现[J].张然.中小企业管理与科技（下旬刊）.2017（02）
[3]胶带运输机安装过程中存在的问题及改进措施分析[J].张一青.能源与节能.2019（03）
[4]郇恒恒，原紫育.煤矿皮带运输机常遇故障和处理方法探析[J].技术与市场，2018（4）.
（作者单位：国家能源集团宁夏煤业公司石槽村煤矿）