基于PLC技术在煤矿提升系统的应用分析

周春平

摘 要：近年來，由于对能源需求量的不断增加，我国煤矿行业取得了较快的发展。煤矿行业作业危险性较大，对提升系统具有较高的要求。长期以来煤矿提升系统都是采用的继电器来进行控制，自PLC应用于煤矿提升系统中以后，其相比于继电器控制的提升系统有更好的可靠性和精准性，有效的保证了煤矿企业生产的安全。文章对PLC技术及其在提升机系统中应用的优势进行了分析，并进一步对PLC技术在煤矿提升系统中的应用及注意事项进行了具体的阐述。

关键词：PLC技术；煤矿生产；提升机

前言

在煤矿企业生产过程中，提升系统具有非常重要的意义，而随着信息技术的发展，煤矿行业的科技含量也在不断增加，特别是PLC在矿井提升系统中的应用，以其较强的抗干扰性、完善的性能、直观的编程、高可靠性和精准性有效的提高了提升系统的性能，为煤矿企业的正常生产奠定了良好的基础。

1 PLC技术综述

PLC作为可编程控制器，其不仅可以编程，而且具有数字运算能力，可以在工业环境中通过数字或是模拟式输入或输出来控制机械或是生产过程。目前PLC的结构形式有整体式和模块式两种。目前使用的小型PLC都是整体式，其是将电源、开关接口和CPU集中在一个机箱内，由于其结构较为紧凑，所以其体积较小，而且价格也较低。而模块式是指PLC各个结构是以模块的形式独立存在的，其不仅由各处模块组成，同时还包括框架或是基板，在这些框架或是基板的插座上安装模块，可以根据实际需要进行灵活配置，不仅装配上较为方便，而且可以进一步扩展，也易于维修，这种结构通常都用于大、中型PLC。

2 基于PLC技术提升机系统的优势

利用PLC技术进行提升系统的设计，由于其由独立的模块化结构组成，这样可以更明确的将故障类型显示出来，便于日常的维护和修理。利用PLC来进行系统逻辑控制，不仅具有较好的可变性和适应性，而且能够进一步进行拓展，在工艺指标上具有较好的先进性。利用PLC技术进行提升机的设计，由于只是对原系统进行改造，不需要较大的投资，具有较好的可靠性。由于PLC自身具有较好的抗干扰性，所以在进行信息输入或是输出过程中不会受到来自于外界因素的干扰，而且通过自我诊断，可以有效的提高提升系统的可靠性和精准性。PLC提升系统设计过程中还具有一系列保护措施，不仅可以对减速开投失效进行保护，同时对于过速、反向下坠、卡箕斗、速度继电器失效、动力接触故障等提供较好的保护，使提升系统的安全性、可靠性和稳定性得以大幅度提升，而且利用速度给定的准S型曲线，使原有调速系统的跟随性得到较好的改善。

3 PLC技术在煤矿提升系统中的应用

3.1 系统结构

基于PLC技术而开发出的煤矿提升系统主要有五个部分组成包括：主控PLC电路、高压主电路、行程检测和显示电路、速度检测和显示电路、提升信号电路。其运行过程如下：当开车信号出现之后，操作人员会对开车条件进行判断，在确保具备开车条件的情况下，操作人员会推动制动手柄，使其离开紧闸位置，相应的主电动机也会松闸，操作人员再把主令控制器的手柄推向所需的位置，此时，PLC会得到来自于程序控制系统的信号，从而使主电动机产生反应开始运转，最终带动提升系统进行运作。煤矿提升机在运转的过程中，系统的旋转编码器会根据主电动机的转动情况发出两列a/b相的脉冲，然后主控PLC则会依据a/b相脉冲的相位关系，对HSCO加以确定，同时显示出提升机的运行情况。

3.2 主回路设计

PLC用于提升机系统后，其主回路设计具有极为关键的意义，由于在整个系统中主回路需要确保电动机能够具有稳定的电源供应，而且一旦系统出现电流过大或是失压时，则需要在第一时间内实现对系统的保护，而且主回路还需要对电动机的旋转速度和方向进行有效的控制，所以在设计过程中要给予充分的重视。通常情况下主回路的组成结构中大致包括高压开关柜、电压表、电流表以及高压换向器常开触头等部分，在这些部分共同作用下才能确保主回路的功能性得到良好的发挥。在进行主回路设计时，还需要选择适宜的电动机。部分煤矿企业在进行电动机选择时，由于看重要鼠笼式异步电动机易于维护、结构简单及良好的经济性的特点从而将其作为电动机的首选。但煤矿作业由于其他行业的作业环境上存在着较大的区别，煤矿作业环境较为恶劣，这就导致在煤矿企业生产过程中鼠笼式异步电动机在性能上不能更好的满足生产的需求，对于煤矿复杂的环境缺乏适应性。所以最好的选择是绕线式异步电机，这种电机不仅能够更好的满足煤矿生产环境的需求，而且通过对其进行串电阻处理后，更易于进行调速控制，可以有效的起到限制电流的作用，而且易于提高启动转矩。

3.3 制动回路设计

前文作者已经论述过，选择绕线式异步电机来作为主拖动电机有其优越性，而这种电动机主要是依靠有级切换转子回路电阻的方式来控制调速的，所以，对于绕线式异步电机采用的是可控硅动力制动系统与可调闸制系统来对系统进行制动控制的，前者属于电气制动，后者属于机械制动。煤矿提升机在减速运行的过程中，当速度保持在0-5%之间时，属于电气制动的范围内，此时可控硅动力制动系统能够发挥作用；当速度在5-10%之间时，便超出了电气制动的范围，此时系统会选择机械制动，即可调闸制系统发挥效力；当速度在10%以上时，系统的过速继电器将会对安全回路进行调节，可调闸制动系统会把提升机滚筒闸住，以维护提升机系统的安全性。

4 应用过程中的注意事项

PLC技术在煤矿提升系统的应用，有效的提高了提升系统的安全性和稳定性，对于煤矿生产效率的提高具有积极的意义，确保了煤矿生产的安全。但煤矿生产由于具有自身的特殊性，所以需要在PLC技术具体应用过程中要对一些相关事项进行重点关注。

4.1 由于提升机系统在运行过程中不可避免的会遇到电磁干扰，这就需要在进行PLC选择时要对电磁兼容性进行充分的考虑，这样才能确保基于PLC技术的提升机能够安全的运转。

4.2 提升机系统运行时，一些故障不可避免的会存在，特别是外部信号、系统自身输入及各个接口等都极易出现故障，这不可避免的会对提升系统的稳定运行带来较大的影响，所以需要在PLC技术应用过程中给予重点关注。

4.3 在对提升系统维护工作中，可能利用模块式结构来实现对整个系统的修复，一旦某个模块存在故障，则可以对其进行整体更换，从而使煤矿企业的生产安全性得以保障，有利于生产效率的提高。

5 结束语

通过PLC技术在煤矿提升系统的应用，不仅有效的增强了提升系统的安全性和功能性，而且精准性也得以进一步提高，而且PLC技术自身较强的后备保护功能，这对于工作效率的提升发挥了积极的作用，使煤矿生产的效率性和安全性都有了大幅度的增强，有利于煤矿企业的社会效益和经济效益的实现。

参考文献

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