基于PLC的刮板输送机自动张紧控制装置研究

2014-04-26白明亮

中国新技术新产品 2014年16期

关键词：液控张紧刮板

白明亮

（神华神东煤炭集团公司石圪台煤矿，陕西榆林 719315）

基于PLC的刮板输送机自动张紧控制装置研究

白明亮

（神华神东煤炭集团公司石圪台煤矿，陕西榆林 719315）

本文开发了基于PLC的刮板输送机自动张紧装置，通过在神东石圪台煤矿22上205工作面的刮板输送机上代替原有设备试验运行，能够满足实际需求，并已稳定运行6个月。

PLC 刮板输送机自动张紧

前言

随着自动化采煤技术的飞速发展，综采设备的自动化程度越来越高。综采﹑综放工作面所使用的大型﹑重型设备如输送机﹑转载机﹑破碎机的自动化程度也在逐渐增加。神东公司此前引进的相当一部分国内﹑外综采刮板输送机都因其系统不适用现场条件或使用不可靠而不能实现链条的自动张紧功能，为此本文开发了基于PLC的刮板输送机自动张紧装置。

1 基本控制原理

图1 液控单元原理图

自动张紧装置采用PLC可编程控制器作为CPU，通过压力﹑位移等传感器检测刮板输送机机尾伸缩油缸底的压力监测及油缸活塞杆行程，来判断链条的张力状况，得出判断结果后，控制电液系统来伸缩油缸，实现机尾的伸缩移动，达到在一定范围内来控制刮板输送机链条的松紧，使链条在工作时始终处于理想的松紧状态。

2 系统组成

本装置由电控单元和液控单元两部分组成。

2.1 电控单元

电控单元是整个装置的重要组成部分，是实现自动控制的核心。

a）直流电源

b）PLC可编程控制器

c）防爆数字量输入模块

d）防爆模拟量输入模块

e）防爆数字输出块

f）传感器

2.2 液控单元

液控部分主要有一个伸缩缸﹑液控单向阀﹑安全阀﹑电磁换向阀﹑液控先导阀及其他管件等组成，其原理图如图1所示。

电液控制单元接受到来自主控系统的伸缩信号，驱动电磁阀动作，接通油路，使液控先导阀打开，给伸缩油缸注油，推动机尾动作，达到调节链条张力的目的。

3 控制逻辑与流程图

启动

输送机启动后，系统先检测手/自动转换开关位置，如果处于自动位置，系统将检测链轮轴组的转速，以判断刮板输送机是否达到正常转速。

运行

输送机运行正常后，系统不断检测机尾的缸底压力。是否处于控制值限定的范围，自动调节链条张力。

系统流程图如图2所示。

4 主要设备选型

电控单元的设备选型主要涉及PLC可编程控制器﹑数据采集单元﹑传感器和电源模块。

4.1 中央处理单元

该单元是系统的核心部件，采用德国西门子公司的S7—300系列可编程序控制器，型号CPU315F—2DP。S7—300系列可编程序控制器具有紧凑的设计，良好的扩展性以及强大的指令集，而且还有丰富的系列类型。我公司所选用的故障安全型CPU315F—2DP PLC具有MPI﹑PROFIBUS DP主/从接口，MPI口接显示器，该CPU运行时须配MMC存储卡，用于存储硬件组态信息和PLC程序。

4.2 信号采集单元

信号采集单元是用来连接爆炸危险区域中的传感器的I/O模块，用来采集传感器的信号,然后传递给CPU进行运算处理，之后转换成显示信号再通过数据线由彩色显示屏显示出具体数值。该单元分为数字量输入和模拟量输入模块。

4.2.1 数字量输入模块

数字量输入模块用来接收按钮状态指令及油位开关量，其型号为SM321 DI4xNAMUR, Ex。

4.2.2 模拟量输入模块

模拟量输入模块是用来连接爆炸危险区域中的传感器的I/O模块，接收诸如减速箱冷却水压力等模拟量数值。针对井下工况，选用型号为SM331 AI4x0/ 4 to 20mA,Ex的模块。减速器各轴承测量点和润滑油的温度值接收选用SM331 AI8xTC /4xRTD, Ex模块。

4.3 传感器

压力传感器选用GYD60-Y2（0-60Mpa）本质安全压力传感器；

行程传感器选用德国玛珂公司的本质安全型位移传感器。

4.4 电源模块

选用PS307/5A的电源模块,其主要技术特征参数如下：

输入单相AC（50/60Hz）