PLVC控制器在煤矿掘进机的应用

王鑫　杨雷 杨光

摘 要：煤炭在我国的能源结构中占据着很大的比重，近些年来，随着能源需求的不断增长，对于煤炭的需求也越来越大。在煤炭的开采过程中，煤矿掘进机在煤炭的开采中发挥着重要的作用，通过对煤矿掘进机进行PLVC改造，使用PLVC作为煤矿掘进机的控制中枢来对掘进机中的电气和液压进行控制，从而达到减少煤矿掘进机的电气控制系统的复杂程度，降低煤矿掘进机的电气故障发生率，并通过建立起煤矿掘进机的故障诊断来对掘进机使用过程中所出现的问题进行及时的报警，确保煤矿掘进机的正常运行。文章将就如何使掘进机的电控系统进行PLVC升级来进行介绍。

关键词：煤矿掘进机，电气控制系统，液压阀PLVC控制器

前言

PLC可编程逻辑控制器从发明至今已有40多年，PLC现今已经应用于生活的各个方面，现今在煤矿掘进机中已经广泛采用PLC来对掘进机的电气系统进行控制，从而实现了简化掘进机电气控制的效果。掘进机是用于开凿平直地下巷道的机器。在煤矿掘进机中液压伺服系统被广泛使用，传统的应用PLC来对比例电磁阀组进行控制需要在PLC输出端设置一定的模拟量输出端口，同时在输出端口与比例电磁阀之间需要增设放大器从而实现对于比例电磁阀的控制，从而极大的增加了电控系统的复杂性，使得系统出现故障的几率大为增加。随着科技的进步，出现了一种将传统的PLC的电气控制功能与液压伺服阀控制结合起来的PLVC控制器，此种控制器相较于传统的PLC省去了输出模拟信号转换放大的麻烦，可以直接控制伺服阀。

1 PLVC可编程控制器简介

PLVC可编程控制器是一种将传统PLC的电气控制与液压私服阀控制集合起来的控制设备，尤其适用于完成复杂的液压系统电磁阀的控制，能够完成系统预设的各种液压系统的压力控制以及液压系统的速度与加速度等动作中，通过将PLVC控制器与各种比例伺服电磁阀和模拟数字等使用有线或者是无线的方式进行连接，用于液压系统的控制。PLVC控制器具有很高的开放性：PLVC控制器具有十分灵活的模块化设计，通过使用基本模块与扩展模块相结合的方式可以十分灵活的完成对于整体液压系统的诊断、控制以及过电压保护等的控制。与各种上位机等可以采用多种总线连接方式（如profibus总线、CAN总线等），对于控制器中的参数可以根据需要进行相应的设置，是一种十分灵活、开放的控制器。

2 煤矿掘进机的电控系统简介

2.1 煤矿掘进机的电控系统的组成

使用PLVC控制器实现对于煤矿掘进机的液压与电气的综合控制，使用PLVC控制器作为系统的总控制器，其主要供电电源使用的是DC24V，基本模块配备有4路模拟量输入、3路数字量输入，控制器的输出模块可以直接用于对液压系统比例电磁阀中开关量的控制，也可以用于控制液压系统中的各种电磁阀的开关。控制过程中可以驱动的最大电流为2200mA，对于电磁阀的控制十分方便。PLVC的主控制器是煤矿掘进机中的主要控制设备，在煤矿掘进机中选用两台PLVC控制器分别作为主站与从站实现对于煤矿掘进机的整体控制，其中作为主站的PLVC控制器主要用来驱动液压系统中需要速度精确调节的比例电磁阀等，如煤矿掘进机中的切割臂的升降控制、煤矿掘进机的行走于回转等，将另一台控制器作为从站，用来对煤矿掘进机中的星轮的旋转的控制。对于煤矿掘进机的操作站模块可以使用安全型操作站，同时对于操作站与电控箱之间的连接方式可以改为较为合理的通信方式，从而达到减小煤矿掘进机控制站的体积与缩短掘进机操作站与电控箱之间的距离，从而使得煤矿掘进机的控制系统便于维护。煤矿掘进机操作站所显示的主要内容有：煤矿掘进机中的报警与故障的文本显示、煤矿掘进机的当前的动作与最后一次动作的显示，煤矿掘进机中各种传感器所显示的掘进机中的各种状态等。由于煤矿掘进机中的工作电压选用的是660/1140V两种，PLVC系统中的漏电模块与PLVC主控制器的连接采用的是内部通信，控制器个根据整个控制系统的状态来决定漏电闭锁功能的开启与关闭，以及以上介绍的两者电压的切换，当漏电检测模块检测到系统中存在漏电问题时，需要控制立即闭锁系统电动机的启停。PLVC控制系统所能实现的功能如图1所示。

2.2 PLVC控制器工作原理

煤矿掘进机中的PLVC控制系统工作原理如下：对于煤矿掘进机液压系统中的比例伺服阀的驱动采用的是两个PLVC控制器进行控制，对于两者之间的通信采用的是CAN总线进行连接，开关量输出主要用于控制煤矿掘进机切割臂的动作。对于煤矿掘进机的电气控制器主要放置在控制电柜内，对于煤矿掘进机的操作台则放置在控制电柜的外部，因此，需要通过安全栅将窜入到现场本安设备的能量限制在安全的范围内，从而实现对于现场的设备与人员的安全保护。煤矿掘进机的操作人员实现对于煤矿掘进机的控制可以通过使用操作站对其进行控制，煤矿掘進机操作站通过使用RS-485通信线、安全栅与RS-485/RS-232之间的转换器来进入到PLVC中的控制器。通过设置在煤矿掘进机中的各种传感器将所检测的信号输入到主控制器中，从而实现对于煤矿掘进机的整体监控。

3 对于煤矿掘进机PLVC控制器的程序设计

对于PLVC控制器可以选用STL语言进行程序的编写，能够实现对于煤矿掘进机液压系统中的比例电磁阀中的短路与断路的状态检测，并将检测信息及时发送到主控制其中进行实时显示，在PLVC控制器中，使用通道号中的1000至1054这55个字作为煤矿掘进机操作站的通信区，将1055至1064这10个字作为煤矿掘进机漏电检测模块的通信区，而将1065至1070这6个字作为遥控接收模块的通信区。

4 结束语

PLVC是一种较为灵活的控制器，使用PLVC控制器来对煤矿掘进机的电控系统进行一定的优化，能够有效的降低煤矿掘进机电控系统的复杂性，通过使用PLVC控制器中所带有的故障自诊断功能，使得煤矿掘进机的整体电气特性得到了较大的提高，其接线较为方便，省去了控制器中的模拟信号的功率放大部分，从而简化了煤矿掘进机的液压系统的控制。

参考文献

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