矿井交流提升系统中PLC电控系统的应用与研究.pdf

墨 械 2 0 0 4年第 9期 文章 编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 4 0 9 0 1 2 8 0 2 矿井交流提升系统中P L C电控系统的应用与研究 叶予光 ．梁南 丁 平顶山工业职业技术学院，河南 平顶山 4 6 7 0 0 1 摘要 在 分析我 国交流矿 井提升机继 电器一接触 器 电控 系统特点 的基 础上 ， 介 绍 了 P L C技 术发展概 况 以及 P L C技 术在 我 国矿井提 升 系统 中的应 用研 究情况 ， 阐述 了 P L C技 术在 我 国矿 井交 流提升机 电控 系统 中的应用及发展前景 。 关键词 矿 井提升 ；P L C技 术 ；电控 系统 中图号 T D 5 3 文献标识码 A 1 前 言 在我 国 ， 采 用 交 流 提升 系 统 的 矿 井 占 8 5 ％ 以 上 。其 中绝 大部分 目前 仍采用继电器一接触器控制 的电控系统 ， 其控制特点 1 采用绕 线式 异步 电动机 转子 回路 串 电阻调 速系统 ； 2 采用继 电器一 接触器有触点式 电控系统 ； 3 采用机 械式 或机 电式行 程 调节器 实现运 行 状 态的控制 ； 4 采用晶 闸管 制动 电源装 置实 现直 流动力 制 动或低频发 电制动等 。 这 种控制 的缺 陷也是非常明显 的 1 这种调 速方案 是有级调速 ， 属 转子功率 消耗 型调速方 案。在加 速 阶段 和低速运 行 时 ， 大 部分 能 量 转差能量 以热能 的形 式消耗掉了 ， 因此 ， 电控 系 统 的运行 效率较差 。 2 电控 系统 采 用继 电器一接 触器有 触点 的 电 控系统 ， 这种控制 系统 占地面积大 ， 电磁干扰 大且继 电器 、 接触器 的机械触点 烧蚀 快 ； 3 无论 采用 直 流动力 制动 或采用 低频 发 电制 动 ， 总需要设 置辅 助 电源 和定 子绕 组 的二次 切换操 作 。由于矿物 的密度 不 同 ， 箕 斗 的实际装 载量 不是 一 个恒定值 ， 常常出现停车不准确甚至提前停车现 象 ； 4 缺 乏故障 自诊断功 能。 由于连线 复杂 ， 出现 故 障不易查找 等。 结合 我 国 目前 提升 电控 系统 的具 体实际 ， 新型 的 P L C技 术 与传 统 的 电控 系统 相结合 应是 一 条适 合我 国 国情 的道 路 。应 用 P L C扩展 网络功 能 ， 可 以 充 分利用现有设备 ， 将提 升控 制 、 监测功能复合 到一 个 系统 。 2 P L C技 术的发展概况 现代的 P L C技 术 是 计算 机 技 术 与传 统 继 电逻 辑控制 技术相结 合 的产 物 。它 从产 生到 发展至今 ， 短短 2 0多 a ， 就经历 了一 系列深刻 的变化 ， 不但 占领 了已过 时的继 电器 系统 与 常规 电子 系统 的广 大市 场 ， 并且和现代各种微 机控 制 系统也 展开 了激 烈 的 竞争 ， 掀起 了一场“ 控制设 备的革命 ” 。 目前 ， 几乎每 个工业 领域都有应用 。可 以说 ， P L C与工 业机器 人 、 数控 机床一道 ， 已成为现代工业 自动化 的三大支柱 。 从 发展方 向来 看 ， 目前 ， P L C正 朝着 2个 方 向发 展 一个是大型化 、 高可靠性 、 多功 能 ； 另一个是小 型 化 、 低成本 、 简单 实用 。 1 大型化。主要 是在 网络技 术 的支持 下朝 着 D C S方 向发展 ， 实现多个 P L C ， 多个 I ／ O机架 的互 联 ， 向上 实现与上位机 ， L A N等的通信 ； 2 高可靠性 。采用冗余技术 ， 增加容错 功能等 措施可 以大大提高系统 的可靠性 ； 3 多功 能 ； 4 小型化 、 低成本 、 简单 实用 ； 5 编程及 监控 手段 的不 断改 进 。P L C的编 程 语言在原有的梯形 图语 言、 顺序 功能 块语 言 和指令 表语言基础上 ， 不 断丰富和向高层次发展 ， 编程工具 也丰 富多样 。 3 P L C技术在矿 山提升 系统 的应 用与研 究 目前 ， 基 于 P L C技 术 的 电控 系统 ， 我 国已有 一 些成功应用的例子 ， 如洛阳中信重机 自动化工程有 限责任公 司选 用 S i e m e n s公 司 的 S 7系列 P L C研 制 开发生产的矿井 提升机 P L C电控 系统 成套 设备 ； 天 津 电气控制设备厂研制开发 生产的采用美 国通用 电 器公 司 G E一9 0 3 0系列 P L C的 T K DP C系列 和 T K M P c系列矿井提升机成套 电控 系统 ； 焦作华 飞 电子 电器工业有限公司研制开发 生产 的选用 日本立石公 司 C 6 0 P系列 P L C的 J T D KP C矿 井提 升 机成 套 电 控系统等 。这 些采 用 P L C技术 的新 型 电控 系统 都 已较成功地应用 于矿井 提升 实践 ， 并 取得 了较好 的 运行经验 ， 克服了传统 电控系统 的缺 陷 ， 代表着交 流 矿井提升机电控 技术 发展 的趋 势 。但 是 ， 这 些新 型 维普资讯 2 0 0 4年第 9期 矿井交 流提 升系统 中 P L C电控 系统的应 用与研究 叶予光 ， 等 1 2 9 的电控 系统 ， 仍存在着一 些缺陷 ， 主要 是 1 缺 乏完善 的网络通信 功能 ； 2 P L C器件 的通 用性 问题 ； 3 在 运用先进 的控制 策 略与 P L C技术 相结 合 方面还做 得不够 。 4 P L C技 术在矿井提升 系统 的应 用前 景 鉴 于传统 矿井 提升控 制 系统 所存 在 的缺 陷 ， 而 现有 的 P L C提升 电控 系统 又不尽 完善 ， 考虑 到交 流 提升 系统 在 我 国的普 遍 性 。对 P L C技 术在 我 国矿 井提 升电控系统 的应用前 景 ， 可作如下展望 今后基 于 P L C技术 的提升 电控 系统 ， 一方 面将对 现有 电控 系统进 行功能扩充 ， 如采用 网络通信等 ； 另一 方面将 研究 先进控制技术及 策略与现有电控 系统 相结合 的 可 能性 ， 有 可能针对具体 的回路 ， 实现局部 回路 的智 能控 制 ， 如模糊 控制等 ， 从而进一步提高我 国矿井提 升电控系统 的现代化 水平 。 1 网络通信 由于 网络通信 是一 项很 重要 的功能 ， 是现代控 制 系 统 的发 展 方 向。 因此 ， 可 以预 见 ， 在 不久 的将 来 ， 矿井提 升电控系 统也将 有 此功 能并不 断发展 和 完善 它。 网络通信 ， 首先 涉及 的就是 通信 环境 的建 立 ， 最 简单 的情况 ， 就是 利 用 P L C本 身提 供 的专 用 通信模 块 ， 组 成 上 下位 机 控 制 系统 ， 实现 参 数 的传 输 。 2 P L C标准化 根据 P L C的设 计 标 准 ， 采 用 开 放 式 的 设 计 模 式 ， 将统一 规范 的总线 、 结构 、 编程方式 、 语言规则在 行业 内推行 ， 做 到用 户 接 口标 准 化 、 网络 协议 标 准 化 、 编程接 口标准化 、 编程语言标准化 。 3 智 能控 制 由 于提升 系统本 身 的复杂性 ， 使得 系统精 确 的 控制模 型难 于建 立 ， 导致 传统 的电控 系统存 在控 制 不准确的缺陷。随着硬件技术 的不 断发展 和先进控 制策略的不 断引入 ， 有可 能首 先对 提 升 电控 系统 的 部分 回路 ， 实现 智 能控 制 ， 从 而 提 高 系 统 的控 制 精 度。 5结 语 综上所述 ， 用 P L C技术 代替传 统 的继 电器一 接 触器控 制系统 ， 不但可 以加强系统 的控 制功能 ， 加 强 系统对故 障的判 别能力 ， 而且也 将极 大地 提 高系统 的安全可靠性 和生产效 率。在现有系统 的基础上进 一 步扩充网络功能和基 于先进策略 的控制技术将 是 矿井 提升机 电控 系统 的发展 方 向。 参考 文献 [ 1 ] 王 清灵 ， 龚 幼 民 ． 现 代 矿井 提 升机 电控 系统 [ M] ． 北 京 机 械 工 业 出版社 ， 1 9 9 6． [ 2 ] 张晋胜． 可编程序控制器在煤 矿中的应用前景 [ J ] ． 煤 矿机电， 1 9 9 6 ， 6 23 ． [ 3 ] 任雪振 ， 陈靖斌 ， 王东明． 可编程序控制器在矿井提升机上的应用 [ J ] ． 矿山机械 ， 1 9 9 5 ， 7 1 4 1 7 ． [ 4 】 葛大林， 洪源泽 ． 交流提升电控系统的技术改造 [ J 】 ． 世界煤炭技 术 ， 1 9 8 8 ， 7 2 02 5． [ 5 ] 任 雪振 ， 陈靖斌 ． 可编程 序控 制 器在 矿 井 提升 机 操作 与 控 制上 的 应用[ J ] ． 矿山机械， 1 9 9 5 ， 8 2 6 3 0 ． [ 6 ] 任雪振， 陈靖斌 ． 可编程序控制器在矿井提升机位置闭环控 制上 的应用[ J ] 、 矿山机械 ， 1 9 9 5 ， 9 4 3 4 8 ． [ 7 ] 王安山， 牛秀金 ， 刘竞雄． 矿井提升电气控制系统的发展 [ J ] ． 煤矿 自动化 ， 1 9 9 2 ， 2 5 2 5 7． [ 8 ] 陈新华 ， 马文 ， 傅桂兴 ． 可编 程序控 制器 在矿井 控制 系统 中应 用的 研 究 [ J ] ． 山东 矿业学 院学报 ，1 9 9 4， 1 4 o 3 4 0 7 ． 作者简介 叶予光 1 9 6 2 一 ， 女 ， 浙江东阳人 ， 讲师， 电气控制教 研室主任， 毕业于重庆大学计算机应用专业 ， 现任教于平项 山工业职 业技术学院， 发表论文多篇 ． 收稿 日期 2 0 0 4 0 3 1 1 St u dy a nd a pp l i c a t i o n o f PL C e l e c t r i c c o nt r o l s y s t e m i n AC h o i s t i o n s y s t e m YE Yu g u a n g。L I ANG Na n c l i n g P i n g d i n g s h a n I n d u s t r i a l a n d V o c a t i o n al C o U e g e o f T e c h n o l o g y 。 P i n g d i n g h s a n 4 6 7 0 0 1 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e r e l a yc o n t a c t o r e l e c t r o n i c c o n t r o l s y s t e m i n AC h o i s t i o n s y s t e m o f mi n e i n o u r c o u n t r y o n t h e b a s e o f t h e c h a r a c t e r i s t i c w e r e a n a l y s e d．T h e d e v e l o p me n t o f P L C t e c h n o l o g y an d i t s a p p l i c a t i o n an d s t u d y i n mi n e h o i s t i n g s y s t e m o f o u r c o u n t r y we I -e i n t r o d u c e d- t h e a p pl i c a t i o n an d d e v e l o p me n t p r o s p e c t s o f PL C t e c h n o l o gy i n t h e e l e c t ric c o n t r o l s y s t e m o f mi n e ho i s t i n g i n o u r c o u n t r y we r e d e s c ri be d． K e y wo r 凼 mi n e h o i s t i n g；PL C t e c h n o l o gy ；e l e c t r o ni c c o n t rol s y s t e m C ．C ” C ’ ． C ’．C ’ ． C ’． C ’． C ’． C ’ ． C ’ ． ‘ ， - ‘ ，- C ’． C ’ ．C ’ ． C ’ ．‘ ， ● C C ’．C ’ ． C ’ ． C ’ ． C C ’． C ’． C ●C ● C ’ ． C ’． C ’．C ’ ． C ’ ． C C ’． C ’． C ’ ． C C C ． C ’ ． 东 滩 矿 对 中 双 链 刮 板 机 进 行 大 修 兖州矿业 集团 公司东滩煤矿采用 S G Z 9 6 0 ／ 7 5 0中双链刮板输送机， 在 4 8 0 d中运煤 6 5 0万 t 以后， 对其进行了大修 。 过渡槽槽帮磨损超限较轻微部位采取在其 内侧补焊的办法 ， 用焊丝堆焊补齐； 磨损超限较严重 的过渡槽采用同法则代价 太高 ， 便用适当厚度 的 1 6 M s钢板附在槽帮上 ， 并在钢板 上打洞或开槽 ， 焊接时一并用焊丝补齐 ， 使其成为一个整体。中部槽 封底板变形较严重 的， 将封底板从中部槽上用碳弧气刨整体取下， 经压力机整形处理后 ， 再原样 焊好 ； 部分磨损量很大 的已没 有修复价值 ， 就进行报废 。对牵引链及铲煤板局部断裂 ， 将裂纹用碳弧气刨剔除 ， 刨 出 U形坡 H； 如部件完全断裂 ， 须做 出 x 形焊接坡 I I ， 且两面交替施焊， 防止焊接应力导致工件变形 。 李剑锋供稿 维普资讯