浅谈ＰＬＣ在煤矿提升系统中的应用

王光武

摘要:PLC在煤矿提升系统中的应用,表现出运行稳定、可靠、维护方便等优势,实现了提升控制系统工业自动化的发展,为企业生产带来了较好的经济效益。

关键词:可编程控制器(PLC) 提升系统

0 引言

我国矿井提升机90%以上是采用单机容量在1000kW以下传统的交流异步电机拖动,采用转子串、切电阻调速,由继电器-接触器构成逻辑控制装置。由于触点较多,且切换电阻实现调速时使速度变化不平滑和不平稳,由于惯性的作用,在运行时就不会使人感觉舒服。用PLC把原来由继电器控制的调速系统改造为PLC控制的系统,从而使调速系统的性能得到改善。

矿井提升机是煤炭、冶金等深井矿山生产过程中非常重要的设备。对矿井提升机的电气控制设备基本要求是:安全第一、高度可靠、功能强大、使用方便。随着计算机控制技术的发展,采用当代先进的计算机及辅助控制技术形成矿井提升机电气控制系统,已成为势在必行的局面。可编程序控制器(以下简称PLC)是专为工业现场使用的计算机,由于其处理开关量大,多达上千个,且不改变外部接线,只改变程序就可以完成控制系统的修改,省时、省力、编程容易、操作简单,并且PLC体积小,功耗低,性价比高,可靠性高,抗干扰能力强,故障率低,维护简单,自动化、集成化程度高,能够完成较复杂的逻辑运算。

1 配置及功能

系统的主回路的磁场采用三相全控桥逻辑换向无环流反并联系统,电枢回路由2套可控硅组成双桥顺序控制。

1.1配置 SISTEAM M系统由高标准的结构支持。SISTEAM M TBX的应用系统由2个不同的单元组成,即控制单元和编程单元。

1.1.1控制单元 该单元由下列部分组成:框架有相应的后板,用于机械支撑并与插入式模块电气耦合;Multibus II模块是欧式双插槽。处理器模块分通用和专用系列。SISTEAM M通用的I/O单元为SISTEAM TBX。系统中每个通用处理器模块都可连到SISTEAM TBX的局部总线上。SISTEAM M TBX有专用模块如SISTEAM BUS通讯模块、计数模块,远程总线控制板等。

1.1.1.1 通用处理器BG0030 BG0030是一块通用处理器模板。多块这样的处理器板可并行工作在多处理器总线上,各处理器资源共享。一个32位结构的微处理器使模块在存储空间和I/O方面能高效地执行和寻址。因此,它有能力处理(和必要的I/O单元一起)一些程序的重要区域。模块软件结构是建立在一个操作系统基础上的,除了占据大多数的硬件资源外,还特别为实时应用设计。

1.1.1.2 电源板BG0080 该模板为SISTEAM M TBX提供电源。它所要求的外部电源供应和能提供的最大功率分别为220V(AC)/300W。在模块前面板的上方有3.6 V(AC)的锂电池保护RAM的数据,即使系统无外部电源供应数据也不会丢失。

1.1.1.3 32点数字输出-BL0030 BL0030是一个32点24 V数字输出模块,输出由外部24 V供电的晶体管驱动。输出和系统逻辑电路以及允许测试输出状态的反馈电路之间具有电隔离,它们按模块命令输出,每一点输出具有过热和短路保护。各点的输出状态由面板上的LED显示。

1.1.1.4 48点数字输入-BL0010 该模板可输入48点24V(DC)的数字输入信号。输入信号与模板逻辑电路之间有电隔离,所有输入有一个公共端。各输入的状态有模板前的LED显示,模板故障也由一只LED显示。来自光耦的信号通过RC网络滤波。

1.1.1.5 BL0135 该模板是SISTEAM TBX和SISTEAM总线的接口,SISTEAM总线是具有总线布局的以太局域网。它与上位机上网卡3COM900,通过AUI接口连接。实现数据交换非常方便,在PLC上定义好I/O映象表,在MMI中地址与之对应,就可方便、高效地实现数据传递。PLC通过该模板遵循Ethernet协议与上位机联接,把各种信息汇总,传递给MMI(Man-Machine Interface),可以监视系统设备的工作状态及运行实时数据,自动显示各水平设备的工作状态,动态跟踪罐笼在井筒的位置,显示开车信号,安全闸系统及系统其他信号的诊断和监视结果。

1.1.1.6 BL0300 该模板是远程I/O站和通用处理器的接口,它可使处理器模板通过TBX总线与远程I/O站交换信息,还与全数字直流传动通讯,也可通过串行口与其他系统进行通讯。这块模板作为远程I/O站的主控板,有以下功能:获取数据、激活输出、监控网络状态。

1.1.2编程单元 编程单元由编程器和编程软件组成。编程单元是一个功能性单元,它允许用户将应用程序引入系统并对控制单元诊断、监控、文件管理等。

1.2功能 根据系统要求,PLC应具有以下功能:

1.2.1 按照操作工艺要求及系统状态,实现主令操作控制的软接线网络,实现各水平操作台之间的信息传递、操作联锁,产生给全数字调速系统命令(起/停,设定速度,运行种类,运行方向,故障复位及闸系统,安全保护等所需的指令)。

1.2.2 根据运行种类,操作方式产生C30所需的速度曲线,实现罐笼运行的准S曲线。

1.2.3 全数字行程控制。对罐笼位置及运行速度进行全行程控制和监视,使罐笼按位置在准S形速度下运行,实现半自动加速、减速、准确平层,并以数字式及直线式动态显示罐笼运行位置。

1.2.4 对系统进行监控并根据故障种类(紧停、事故停车、一次提升、事故报警)作相应的处理并声光报警指出故障类型、部位。

1.2.5 与上位机、C30通讯,处理、传递来自各环节的信息。

2 结束语

利用PLC控制提升机,不仅提高了提升机的自动化程度,减轻了操作工的劳动强度,提高了生产效率,同时还提高了企业自动化和现代化管理水平。如今,可编程控制技术已广泛应用于自动化控制的各个领域,在煤矿工业普及推广可编程控制技术,对提高工业自动化水平,实现各种工业控制以及提高生产效率等方面都具有十分重要的意义。

参考文献:

[1]钟肇新,彭侃.可编程控制器原理及应用(第二版)[M].广州:华南理工大学出版社.2001.

[3]盛忠,毕昌虎,李扬.PLC在提升机电控系统中的应用[J].煤矿机械.2000.(6):49-50.