浅析PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用.pdf

TECHNOLOGY AND INATION工业与信息化 100 科学与信息化2020年9月上 浅析PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用 刘盖 枣庄矿业集团新安煤业有限公司 山东 济宁 277600 摘 要 煤矿皮带运输系统属于煤矿领域极为关键的系统之一，如今由于科技的快速发展和进步，使得煤矿皮带运 输系统有了很大的完善和提高。经过不断的完善之后，现阶段煤矿皮带运输系统已不需要人员值守，变得更加的自 动化和系统化，同时又将网络、监控和多媒体等各种功能很好地融合在了一起，所以对煤矿皮带运输系统中PLC技 术的应用进行研究是非常有必要的，不仅能够确保系统的顺利运行，而且还保障了煤矿开采的高效和安全。 关键词 煤矿皮带运输系统；PLC技术；应用研究 引言 煤矿生产作业期间煤炭资源的运输需依托于皮带运输设备 的应用，作为提升煤矿作业效率基础设备，皮带运输设备具备 速度快、距离长、运输量大等优势特点，是现阶段煤矿企业生 产作业期间必不可少的基础设备。而得益于我国科学技术发展 迅猛，PLC技术被广泛应用于煤矿开采行业中，通过与皮带运 输设备的有机融合，进一步提升皮带运输设备运行稳定性、安 全性以及经济性，进一步为煤矿企业创造更大经济效益[1]。 1 PLC技术概述 纵观现阶段PLC技术的应用，虽然该技术诞生时间尚短，但 是该技术发展趋势较为迅猛，PLC技术与煤矿生产作业的融合， 为全世界煤矿事业的发展提供巨大助力。1969年，美国首次研发 出第一个可编程逻辑控制器，其主要研究目的在于对煤炭运输系 统创新与突破，以期对原有继电器控制程度的技术，真正做到对 煤矿运输事业的创新性突破。但是因PLC技术刚诞生不久，所以 在各方面都尚未发展成熟，PLC技术的应用仅停留在对计时、计 数功能的体现。而随着社会的迅猛发展，20世纪70年PLC技术与 微电子技术融合，借助微型计算机实现对PLC技术功能的拓展。 自此以后，PLC技术的功能与价值得到不断开发与挖掘，进一步 为煤矿运输事业的发展贡献巨大助力。 PLC技术工作原理相对简单，该技术核心为电子系统装 置，具备数字运算操作能力，适用于各种工业现场。该技术 具有可编程的存储器，所以可以执行逻辑运算、计数、顺序通 知、定时、算数运算等操作指令。针对各类生产机械的控制， 则是运用不同的模拟、数字式输入、输出接口，确保其机械生 产过程得到科学、有效控制。PLC技术的应用其实是继电接触 控技术与微机技术的相互结合，在具体应用过程中有效消除传 统继电控制技术中可靠性低、通用性低、接线复杂、功耗低、 灵活性差等问题，并充分发挥出微电子技术所具备的优势[2]。 2 煤矿皮带运输系统中PLC技术应用所存在的问题 虽然在煤矿皮带运输系统中应用PLC技术带来了很大的 优势，但是也存在着很多的问题，主要包括①监控效果差。 因为监控方案较为混乱、监控设施较为杂乱，所以就造成了设 备在实际应用过程当中只达到了基础的监控效果。②兼容差距 大。为增强设备的运行效率及工艺技术，许多煤矿皮带运输 系统均采用的进口设备，这就严重影响了设备的兼容性，使兼 容差距过大。③设备耗能大。在设计监控过程中，并未把煤矿 皮带运输系统里的运营成本加进去，这便严重造成了设备的耗 能较大、功率较多。④煤矿皮带运输系统的通讯方案制定不完 善。通常煤矿皮带运输系统的通讯方案会直接影响到系统的问 题披露情况，如果通讯方案越完善，则系统的软件和硬件的缺 点和问题会披露的更多，从而会促进整个监控系统更加的高效 和完善，但目前我国很多煤矿企业的运输系统通讯方案很不完 善，这就很大程度地影响了系统问题的披露程度。 3 煤矿皮带运输系统中PLC技术应用的完善措施 3.1 软件程序设计 皮带运输系统程序是借助计算机进行软件编程，然后在 PLC内部输入编程后的程序。接着，在设备调试阶段，结合具 体情况及其要求合理调整设备运行参数，确保PLC皮带运输系 统运行满足具体生产需求。在实际编程中，依托于计算机的 应用，利用WinCC、SIMATIC等软件进行编程操作，而PLC与 计算机之间的连接需要借助Profibus电缆，达到无障碍通信的 目的。该电缆的应用具备屏蔽功能，共有红色、绿色两根数据 线，在连接过程中，绿色数据线连接DP接口的管脚8；红色数 据线连接管脚3。 3.2 PLC系统控制抗干扰程序措施 PLC系统控制程序具有的优势是功能性强、性能稳定、 有较强的抗干扰能力等。但若是处于强磁场或是强电场的高压 高频影响之中，PLC系统控制器就会发生控制的精准度下降以 及丢失数据等状况。需要采取有效措施进一步提高PLC系统控 制抗干扰的基本能力。①选取专用功能电源，把专用电源同其 他运行设备的使用电源完全分开，从而避免其他运行的设备在 进行启停的时候影响供电专用电源。选取隔离式变压器把系统 的控制电源和PLC进行隔离，与此同时还要在隔离式变压器同 PLC之间加上滤波器，尽可能避免任何信号对PLC系统控制造 成干扰。②在输入交流频率信号端将压敏电阻并联，在输入直 频率流信号端将二级管续流并联。在输出直流频率信号端接压 敏电阻，在输出交流频率信号端接压敏电阻，在输出晶闸管和 晶体管端接电阻旁路保护。 3.3 保护功能 PLC皮带运输系统中涉及温度传感器、纵撕传感器、烟雾 传感器、速度传感器等原件的设置，并构成外部保护系统，起 到皮带运输设备保护的作用。PLC控制器与上述传感器元件全 部连接，运行期间一旦传感器检测到异常信号，会第一时间发 送至PLC控制器中，PLC控制器依据对异常信号的分析，进一 步发出操作指令，例如故障信号、警报信号的发出，提示皮带 运输系统运行过程中出现异常现象。此时相关人员会依据PLC 系统发出的异常情况而组织开展排查，实现对问题的有效发现 和消除，提高皮带运输系统运行的安全性与稳定性。 4 结束语 通常煤矿皮带运输系统中PLC技术融合了通信、自动监控 以及传感等多种技术，从而就实现了以计算机为主的自动化功 能，其不仅能够有效对现场各种设备实施监控和管理，而且还 能实现对信息的收集和汇总，并具备报警功能，使煤矿皮带运 输系统中PLC技术的发展越来越完善。 参考文献 [1] 王曼.煤矿皮带运输系统中PLC技术的应用[J].科技创新与应 用,201715152-153. [2] 李东君.皮带运输机的PLC控制系统设计[J].机械研究与应 用,2019,18679-80．