PLC技术在矿井交流提升机电控系统中的应用分析.pdf

[ 一 P L C技术在矿井交流提升机窀控系统中的痘甩分析 贾伟晶 山东黄金矿业 莱州 有限公司焦家金矿 ， 山东 莱州 2 6 1 4 0 0 摘要 矿井提升机， 是一种大型的机械提升设备， 其通过电机带动设备， 从而在钢丝绳的带动下， 让容器得以在井筒 中完成升降任务。可以说 ， 矿 井提升机是深井矿 山开采过程 中所不可或缺的设备之一。本文首先分析 了基 于P L c技 术 的矿井交流提升机 电控 系统组成 ， 并详 细介绍了其控制 电路设计工作 ， 最后探讨了P L C-术在矿井提升 系统的前景。 关键词 p L c技 术 ； 矿井 ；交流提升机 ； 电控 系统 ； 应用分析 中图分类号 T D 6 3 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 2 5 0 6 5 2 0 1 7 0 7 0 2 9 4 0 2 Appl i c a t i on an a l y si s o f PLC t e c hnol og y i n e l ec t r i c c ont r o l s y s t em o f mi ne AC hoi s t J IA We i- j in g O i a o j i a Go l d Mi n e o f S h a n d o n g g o l d mi n i n g L a i z h o u Co ． ， L t d ． ， L a i z h o u 2 6 1 4 0 0 t C h i n a Ab s t r a c t Mi n e h o i s t ， i s a l a r g e me c h a n i c a l l i ft i n g e q u i p me n t ， wh i c h d r i v e s t h e e q u i p m e n t t h r o u g h t h e mo t o r ， w h i c h l e d t o t he r o pe ，S O t h a t t he c ont a i ne r pr ou d l y c o mp l e t e d i n t he s ha f t l i f t t a s k．I t c a n be s a i d t h a t t he mi n e ho i s t i s o ne of t he i nd i s pe ns a b l e e q ui pme nt i n t h e d e e p we l l mi ni ng pr oc e s s ．Thi s pa pe r fir s t a na l y z e s t he c ompos i t i o n o f t h e e l e c t r i c c ont r ol s ys t e m o f t he mi ne c o mmun i c a t i on ho i s t b a s e d o n P LC t e c h nol og y，a nd i nt r o du c e s t he de s i g n of t h e c o nt r ol c i r c u i t i n d e t a i l ． At l a s t ，t h e pr os pe c t o f t he PLC t e c hno l og y i n t h e mi ne ho i s t i ng s y s t e m i s d i s c u s s e d． Ke y wo r d s P L C t e c h n o l o g y ； mi n e ； A C h o i s t ； e l e c t r o n i c c o n t r o | s y s t e m； a p p l i c a t i o n a n a l y s i s 1 基于P L c 技术矿井交流提升机电控系统组成分析 1 ． 4 P L C技术中的制动系统 基于 P L C技术的电控系统，能够有效利用计算机进行 制动系统除了要保证 日常的可靠运作之外 ， 还要实现对 辅助控制 ， 并具有操作简单 、 实用性强、 性价比高、 稳定性 制度液压站的控制 ， 并通过对制动系统中其他环节的监视， 好 、 功能性高等一系列优势 ， 因此也得到了十分广泛的运用， 来实现整个系统的有效运行。 在整个制度系统中， 需要安排 在矿井交流提升机中， 也因此得到了快速的普及 u l 。 2 台可靠性高的P L C装置来进行控制 ， 从而在其中任一套系 1 ．1 相关 PL C技水的工艺控制 统 出现 问题时 ， 另一套系统能够保证制度阀的继续运行 。 P L C技术有着编程方面灵活的特点， 能够促进矿井交流 同时， 两台P L C装置还能通过输入模块对另一台P L C的输 提升机性能上的完善。 在P L C技术基础上高效率的利用其 出模块进行监视， 从而保证了整个制动系统不出差错。 内在联系规律 ， 以凭借可靠性能高的检验和复杂联锁的构建 1 ． 5 相关安全回路问题 方式 。 合理的 、 科学的建立和完善其监视系统 ， 从而在多种 在矿井提升机运行过程中， 其中最主要的问题就是安全 保障之下 ， 提升工艺流程的控制与联锁的可靠度， 这样能促 回路的隐患问题 ， 其中故障中有较为常见的几种 ， 如下 1 进整个工艺控制的有效性 ， 有助于进行故障的诊断和处理。 由于矿井提升机的工作时间过长或者操作使用不当， 使电动 1 ． 2 相关 PL C技水的行程控制 机的轴承无法有得到有效的散热 ， 过高的温度使其造成程序 行程控制是对提升机位置变化的准确控制 ， 为提升机的 瘫痪 ； 2 在提升机用做的过程中出现所谓的停车事故， 对 稳定工作和容器的具体停靠做出保障。 从 目前P L C技术的 提升机的整体运作产生极为不利的影响， 不利于工作人员进 发展水平和一般行程控制手段来看， 最常见的控制方法是由 行下一步操作 ； 3 在提升过程中速度把握不到 ， 出现超速 P L C控制器构成数字式行程给定装置来实现， 在此过程中通 现象， 危害施工安全。 过光一电增量式转角一脉冲变换器 。 经P L C采集、 处理并计 由上述可表明 ， 安全回路有着极为重要的作用， 在运行 算出位移 ， 输出速度给定信号 】 。 过程中应当保证其监视监控行为功能的正正常运行 ， 这样在 1 ． 3 相关的监视系统 提升机和安装回路出现问题的时候可以进行机动的调整， 不 监视系统在矿井提升机工作的过程中进行应用 ， 从而对 会造成过多的影响 ， 为工作顺利进行作以保障 。 矿井提升机的工作情况进行有效的监控， 通过单位时间内提 1 ． 6 PL C技术中的信号系统 升机速度的监视、 减速段速和终端监视等多种方式， 对提升 信号输入、 信号输出及保护系统三大部分是组成矿井提 行程的终端进行监视。 在这一过程中， P L C电子装置和井筒 升机信号系统的主要构成体。 将去向信号、 开车命令及提升 开关则发挥着极其重要的监视及控制作用。监视系统有以下 类别信号送入P L C的输入端 ， 经处理输 出各种指令或保护 几点特点 在P L C电子系统技术应用过程中， 这监控系统 信号。 的终端同提升机的控制终端是不相干的两个系统， 彼此之间 相互促进、 相互发展 ， 并不进行干扰。 其次， 通过两套相同 的电子系统装置构成 ， 以实现冗余系统稳定安全。 收稿日期 2 0 1 7 - 0 4 作者简介 贾伟晶， 生于1 9 8 8 年， 女， 山东莱州人， 电气助理工程师， 研 究方 向 电气工程技术管理。 2 基于P L C 的控制电路设计分析 基于 P L C的控制电路设计结构如上 图所示 ， 整个 电路 组成结构 由五个部分组成 ， 其分别为 主控P L C电路 、 高压 主电路 、 提升信号电路 、 提升行程检测与显示电路、 提升速 度检测与显示电路等五个部分组成， 其中高压主电路又包括 电动机、 启动柜 、 动力制动电源以及高压换向器等几个部分。 2 9 4 世界有色金属2 0 1 7 年 4 月上 在 整 个基 于 P L C的矿 井 交流 提升 机 中 ， 高 压主 电路 可 运用 原 电路 。在 电路系 统控 制中 司机将 自动 手柄 推离紧 闸位 置 ， 然 后将主 电动 机松 闸。 接 着 ， 操 作司机将 主控 制器操作 手柄 推 送 至极 端 正 向或 反 向 。操 作 系统 中 ，进行 主 控 的 P L C 控制器 ， 主要通过编制程序来对高压转向器进行调控作业， 促使主电动机的定子绕组中的信息有序整合 。 妻 。 鬻 AC6BJ g r - 栩 i蛰 i 焉 葡 i v ⋯ 鞭 ⋯ j i 涟 藕两 i 拇 兰 曼 躐 译 7 ． {j 隰 魁 图 1 基于 PL C的控制 电路设计结 构图 矿 井交流提升 机运转 中 ， 旋转编码 器会输 出两列相 脉冲 分别 介 入到 主 控 P L C的 脉冲 输 入端 中 。 主 控 P L C控 制器 会 根据A／ B相脉冲 的相位关系 ， 来确定 HS C O的计数方式为 加还是为减。 通过HS CO的计算， 就能对相应的提升形成数 进行计算 并显示 出来 。 3 P L C 技术在 矿井提升 系统未来发展趋 势 P L C电控系统 并不是 片面化 的 、 单一化的 对电控系统 进 行 发展 ， 还能实 现控 制技术 与电控 系统相 结合 。 例 如对 具体 的回路实现局部智能控制 ， 从而进一步有效提升我国矿井电 上 接 2 9 3页 矿体 地表控 制标 高分别 为 1 7 2 8～ 1 9 6 6 m ， 倾 向延伸 控 制最低 标高 1 7 9 3 m， 乖 深 1 7 3 m ； 沿矿体 走 向控 制长 地 表 4 1 4 m ， 地 下为 3 0 1 m。沿 走 向的变 化 ， 表现 为 厚度 中 间厚 ， 往两边 变溥 ； 品位变 化不 大。倾 向的变化 ， 表现为 厚度上 厚 下薄 ； 品位变化不 大 。 2 。 2矿 石结 构构造 矿 石结 构主 要有显 微鳞 片状结 构 、 隐 晶质结 构 、 泥状 结 构 、 它形粒状 结构 、 角砾 状结构 。 显微鳞 片结构 矿 石中 的赤铁矿 或绢 云母 呈 显微鳞 片 ， 粒 度 极细 ， 一 般在 0 ． 0 0 1 ～ 0 ．O 1 5 ram 左右 ， 在 以赤 铁矿 或 绢 云 母为 主的矿石 中构成显微 鳞片状结 构 。 隐晶质 结构 矿 石 中的 部分 赤 铁 矿或 泥 质呈 隐 晶质 构成 隐 晶质 结 构。泥 状 结 构 是矿石的主要结构之一 ， 主要有泥状的泥质和隐晶状的 赤铁矿 、 褐铁 矿 共同组 成 ， 构 成泥状 结构 ， 泥质 中 的铁质 含 量较高 ， 薄片 中呈黑 色或暗 红色 。 它 形粒状结 构 矿石 中的 石英 呈它形粒 状 ， 构 成它形 粒状结构 。 角砾 状结构 矿石 由 于应力作用， 形成角砾 ， 构成角砾状结构， 角砾多由显微鳞 片 状的赤 铁矿和泥质 组成 。 [ 咔 删 w ． 控 系统的发展 。 网络通信趋 势 随着互联 网的高速发展 ， P I ．C技术 的 络通信是现代控制系统的必然发展方向。电控系统技术领域 的不断进步 ， 让我们看到未来的发展趋势， 矿井电控系统的 功能势必也会不断完善。网络通信的发展实际上是 P L C通 信环境更加优越， 随着P L C通信环境不断优化， 该技术自身 也在 不断 的发展变 化 、 吸纳新 型知识 ， 利 用其本 身的优势 进 行专用通信模块的整合， 从而推动参事传输更加便利敏捷。 P L C标准 化发 展 P L C技 术 的标准 化将 成为 P L C技 术 高速 发展的基 石 。设计 标准主 要是开放 ， 这是 目前 的较为 主 流 的P L C技术标 准 ， 对整 个设计 的过程进 行标准 化 ， 我 ， 从 而对用户方面的接口对接标准性、 网络协议的标准化、 电接 口标 准化程序 、 语言标 准化产生 了全 方面的影响 。 智 能控 制展 望 由于信 息技 术 的迅 速发 展和 电子 系统 的升级较为缓慢， 其控制模型存在着复杂性和难行性， 对于 P L C技术的 理论操作 转变实践 应用有 着较为明 得局 限性 ， 这 不利 于电 控系发 展 。 ，目前 ， 硬 件 设施 的发 展 与软件 实施 的合 理开发应用 二者的协调发 展 ， 使得电控系统 的某些操作 环节 逐渐 智能化 ， 从而 更好的提升其 操作的准确性 。 四 E翟圜 ● 0 0矗 l l lli j． 曩 n] 擎峨i ’ ．基于rI 、 技 忙 - 斑 i 吧控 参 甍々 I { ， 【 J 】 陡 ． l 4， f 1 5 3 【 2 】 文 J { 踢十 }． 舒 { j 造 { J 1 I PI C r { ≮ 芬， 赴 ≮ 翻口 并议线 j { 电牝 j 。 H分 ⋯ ． 1 j 】 煤炭 ．2 I _ l 【 { }8 5 2 5 3 6 3 【 3 ] 靖协 义． ，-．、， ． 蒜翱提 【1 L 档 书j 音 女 内l 电} 【 殳 笠【 J 】 ．琳 社 槭 、2 { } 1 3 n 5． 1 ‘I 一1 0 9 ． 3矿床 成因 31 矿床成 因 上 苜蕉箐 铁 矿 产出 于通 安组 第 四段 顶部 灰色 板岩 层 间 裂隙中。矿层夹于含铁砂质板岩、 铁质板岩之中，且与他们 之 间为过 渡关 系 ； 铁 矿体 为似 层状 ， 原 生铁 矿石 与石 英粒 、 云母 之 间为 简单 的线 状接 触 ， 矿石 中石 英 、泥质 成条带 状 、 薄层 状分布使矿 石具 条带状 、 薄层 状构造 ， 均反映 了原 生沉 积的 特征 ， 说 明铁 矿是原 生沉 积的 。 综 上所述 ， 上芭蕉 箐铁 矿床为 浅海一滨海相 沉积变质型褐 铁矿床 。区域 上产于通安 组第 四段 顶部的沉积 变质型铁矿 床 ， 是滇东铁矿床 的一个重 要类 型 ， 具 有一定的远 景。 3 ． 2 找矿标志 地层 标 志 区内主 要铁 矿体 赋存 于通 安组 第 四段顶 部 灰色板岩层间裂隙中，区域上上苜蕉箐 、 雪【 l I 、包子铺也是 如此， 故该层位是寻找该类矿床的有利地段。通安组 、 澄江 组中的构 破碎带对成矿 极其有利 ， 是 本类型矿床的一个 重耍 找矿 标志 。 露 头 矿 区地 形切割 深 ， 植 被不发 育 ， 地表基 岩 裸露较好， 矿点露头多， 所以矿体露头为找该类矿床直接标 志 。 断层破碎 带 矿 区内发 育的近南 北向张性断层破碎带 是 矿 区内的导 矿 、 储 矿构造 ， 脉状铁 矿体 、 矿化体 均赋存 于含 铁砂质板 岩分布 的近 东西 向张性 断层中 ， 因此在矿 区及附近 含铁砂质板岩中的近东西向张性断层破碎带是寻找该类矿 体的重要标志。 围岩蚀变 重晶石化 ， 方解石化、 黄铁矿化 、 褐铁 矿化 、 硅化等 围岩蚀 变分 布 区， 特 别是 重晶石化 、 黄铁 矿化分布 区是寻找铁 矿体的有利地 区。在碳酸盐岩 中见 白色 重晶石 、 方解石脉 呈 网纹 状穿插成 带分布 ， 这 是该 区找 隐伏 矿的重要 标志 。 物化探 异常 矿 化点都分布 于 1 2 0万物化 探异常范围内， 物化探异常区是寻找新矿体的有利地带。 四 【 1 】 武 定 友城 有 色金属 加 【 R】 ． 2 0 1 4． 【 2 】 云南 荫 域地颀 蔷【 I 】 2 0 1 7 年 4 月上世界有色金属2 9 5