液压牵引采煤机电控的PLC改造

朱敏

摘 要：该文分析了现有液压牵引采煤机电控系统的特点，并具体分析了一种典型的液压牵引的采煤机-6 mG200的电控系统的特点，并根据6 mG200采煤机的设计特点选用欧姆龙的PLC，设计了梯形图和硬件接线，经使用取得了良好的效果。

关键词：液压牵引 采煤机 电控 PLC

中图分类号：TD631 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-00-03

1 概述

1.1 现有采煤机电控的形式和存在的缺点

采煤机电控是采煤机的重要组成部分，它主要对采煤机的牵引系统起着控制与保护的作用，它的工作可靠性直接影响着采煤机的工作可靠性。随着电子计算机技术的飞速发展，单片机、PLC（可编程序控制器）和工业计算机已经广泛的应用于电牵引采煤机的控制系统，使采煤机的控制越来越智能化，操作越来越人性化。现在的采煤机电控发展趋势是向智能化、数字化。但是我国井下还有着大量的液压牵引采煤机在使用，无论它们的电控形式和功能如何样，均采用了传统的分离式电控系统，即电控系统由继电器板、电源板、检测电路板、显示板和不同电压等级的控制变压器组成。电控系统线路复杂、接线部位多、智能化程度低。对牵引系统和电机的保护主要还是依靠控制按钮—控制电路—执行继电器来实现的。采煤机的功能越多、性能越复杂，它所需要的执行继电器就会越多，控制线路就会更加复杂。因此，这种控制系统主要的缺点是：体积较大（在功能较多的情况下）、接线复杂、可靠性差和维修困难，而且电控系统的控制功能和控制逻辑一旦要求变化，就必然要对整个电控系统做较大的改动，这样的电控系统难以适应灵活更改的控制要求。

1.2 液压牵引采煤机的电控工作原理和技术参数

电控外围电路分为如下几个部分：

（1）采煤機先导（起动）回路。控制采煤机的起动和停止，按下起动按钮，采煤机电控系统中的中间继电器得电自保，接通上一级的磁力起动器，磁力起动器主回路得电，采煤机电动机得电起动，按下停止按钮，上一级的磁力起动器主回路失电，采煤机电动机失电。

（2）输送机先导回路

根据《煤炭安全规程》规定，采煤机必须设有刮板输送机的闭锁按钮，这部分回路的作用在紧急情况下可以停止刮板输送机。

（3）采煤机运行状态显示部分

通过三个发光二极管显示出采煤机的过载、欠载和零位3个运行状态。

（4）采煤机的保护部分

①采煤机的过载保护

采煤机电控中的电流互感器将主回路中的电流转化为可以检测的电压信号，并将电压信号送入电控盒内，与电控系统的基准电压相比较来判断电动机是否过载。当负载功率大于110%的额定功率时，电控系统使超载电磁阀得电，使相应的液压元件动作，使采煤机减速牵引。

②采煤机的欠载保护

原理同上，当负载功率小于额定功率的90%时，电控系统使欠载电磁阀得电，使采煤机加速牵引。

③采煤机的零位保护

当采煤机的调速手柄打到零位时，零位电磁阀失电，采煤机制动，主泵回零，调速手柄转过一个角度，零位电磁阀得电，制动器被打开，采煤机得以牵引。

（5）采煤机的电源部分

3 软件的设计

3.1 程序结构与创建

以下是对液压牵引采煤机PLC梯形图的详细论述。

按下采煤机的起动按钮，控制远方真空磁力启动器吸合，采煤机带电，PLC得电，m0、T0常闭控制m1线圈闭合，作为启动过渡m1常开控制启动输出Y0，进行闭锁真空磁力启动器。同时，m1控制欠载Y3输出，确保电机启动时处于欠载运行状态。X0作为启动按钮的另一副触点，在启动按钮动作时同时动作，T0继电器开始计时，若按下时间大于5秒钟，T0动作，常开触点闭合，内部继电器m1失电，Y0起动回路的常闭触点断开采煤机电机。这是当采煤机自保回路出现故障时，为防止一直按住起动按钮，让采煤机强行起动的一种保护措施。按下采煤机停止按钮并锁住，X2接通，内部继电器m2得电，Y0起动回路的常闭触点断开，采煤机停止运行。当按下采煤机停止按钮时，内部继电器有一个复位断电操作，确保停机同时PLC断电时，降低干扰。通过电流电压变换器、整流电路及保护电路，将电流信号转换为电压信号直接送入PLC的模拟输入端。通过PLC的数学计算能力来判断，当两台电机任意一台功率达到额定功率的110%时，超载输出继电器Y4得电输出，起动电磁阀使煤机减速牵引。当两台电机任意一台电机功率达到额定功率的150%时，过载继电器得电，m3断开煤机起动回路，煤机停机。考虑到启动的反时限特性，在采煤机启动时先让超载电磁阀工作，确保采煤机的轻载启动。经过T2延时数秒，躲过启动峰值，在接通PLC的比较器。X1是零位按钮。因其外接出电控箱，所以要有一个外接本安电路过渡。超载保护插件原理示意图见图4。

1-互感器组件 2-直流电源

4 使用情况

现已对程序进行了调试，在大屯矿区内的MG475/200采煤机上进行安装使用。取得了良好的效果。

参考文献

[1] 刘占飞.可编程控制器在采煤机电控系统中的应用[J].太原科技，2004（2）：12-13.

[2] 李荣生.PLC在采煤机中的应用[J].煤炭技术，2003（1）：72-73.

[3] 田瑞庭.可编程序控制器应用技术[J].机械工业出版社，1994.