浅谈PLC技术在煤矿带式输送机运输系统的应用

姚福涛

摘 要：煤矿带式输送机运输系统具有运输线路长、设备多、分布面广、环境差等特点。为了提高运输系统的安全运行，运输系统配套的保护系统逐渐完善，可编程控制器（PLC）普遍应用于各行业的自动化控制系统。本文阐述了可编程控制器（PLC）在煤矿运输系统的优势，展望了煤矿带式输送机运输系统自动化的发展前景。

关键词：带式输送机运输系统 ；PLC； 保护

带式输送机的优点在于运输量大、生产效率高、结构简单、维修方便、成本低、通用性强。所以煤矿井下带式输送机运输系统被广泛应用在各采区工作面主运顺槽及主运输系统中。随着科技的进步，带式输送机安全运行也稳步提高，多种类型传感器的配备，多样化保护的投入，信息的传输，提高了煤矿带式输送机运输系统的安全、平稳运行。可编程控制器（PLC）为煤矿带式输送机控制系统提供了安全、可靠的解决方案，适用于当前煤矿企业对自动化的需要。

一、可编程控制器（PLC）概况

1.1系统优势

煤矿带式输送机运输系统采用可编程控制器（PLC）的系统可实现地面集中控制、可视化和语音通话三位一体的自动化控制体系，该系统可靠性高、抗干扰性强、配置灵活、随时可拓展设备增加端口、便于维护，同时跟其他设备的通信兼容性强，便于操作。

1.2系统主要功能及特点

（1）具有远程启动、停止、复位和测试功能，实现多种运行状态，如远控、近控、检修、点动等工作状态。

（2）实现带式输送机运行安全，如跑偏保护、堆煤保护、沿线急停保护、温度保护、速度保护、烟雾保护、撕带保护、超温洒水保护以及张紧力下降保护，已达到保护设备安全运行的功能。

（3）便于拓展，通过端口数据通信，可通过组态软件以图形、表格、线性等动态画面反映设备运行状态。选择的计算机和软件系统有备用容量和接口，可以方便进行扩展；分布式系统结构具有良好的扩展性。

（4）实现整个运输系统的联锁运行。

（5）实现煤仓煤位的监控，提高煤矿运输效率。

（6）对所有的数据进行综合处理，如开机时间累积，负荷率、开机率、OEE指标计算，满足报表统计、曲线图、柱状图显示。

（7）可与其他集控系统（如供电系统、排水系统等）组成网络并纳入全矿计算机局域网，供调度室及其他部门随时掌握井下个系统工况。

二、可编程控制器（PLC）在运输系统中的应用

2.1工况图显示

工况图动态显示整个系统所有胶带输送机、给煤机、煤仓煤位等工况，以及主电机运行电压、电流、频率及主要保护实时参数等信息

2.2故障及保护显示

实时显示各胶带机所有保护传感器的工作状态，显示胶带机的故障类型，形成歷史记录，便于排查故障。

2.3传保护技术参数

2.4系统安全性

（1）采用性能可靠、动作灵敏、故障率低得控制保护装置。

（2）设备出线口满足安全规程要求，芯线连接简便。

（3）就地控制装置设置闭锁开关，便于故障查询，便于检修安全。

（4）在远程控制方式下设立传输故障保护，实现自动停机。

2.5 SIMATIC S7-300 PLC简介

SIMATIC S7-300是模块化的中小型PLC系统，各种模块之间都是独立的，可通过u型总线把各部件紧密地固定在标准的导轨上进行组合。它主要由中央处理器CPU，信号模块SM，通信模块FM，电源模块PS，接口模块IM组成。

S7-300 CPU的存储区分为三个区：装载存储区、工作存储区和系统存储区。装载存储区用于存放用户程序和附加的系统数据，包括CPU内部的RAM和外部的MMC卡。工作存储区用来存储实际执行的用户程序。PLC在运行时，自动将装载存储区的可执行程序复制到工作存储区，CPU扫描工作区存储区的程序和数据，在执行存储区复位操作时，工作存储区的程序de和数据被清除。系统存储区是系统内部数据存储区的集合，包括影响寄存器，I/O存储区、定时器、计数器、状态寄存器等。

MPI是多点接口（Multi Point Interface）的简称，是西门子公司开发的用于PLC之间的通讯保密协议。MPI通讯是当通讯速率要求不高、通信数据量不大时，可以采用的一种简单经济的通讯方式。MPI网络的通信速率为19.2kbps-12Mbps，最多可以连接32个节点，最大通讯距离为50m，但是可以通过中继器来扩展长度。

数字I/O模块每个槽占4B（等于32个I/O节点），如槽1的地址为0.0-3.7；数字量模块中的输入点的地址由字节部分和位部分组成。单机架扩展只能扩展1个机架，使用16个信号模块。多机架扩展最多可以扩展3个机架。中央机架（有CPU的机架）加上扩展机架（没有CPU的机架）一共可以扩展32个信号模块。

三、运输系统自动化展望

现在煤矿对于运输系统安全性及远程监控要求的提高，上位机监控功能已经在设计中成为考虑的最重要的环节之一，PLC将常用的数据传输协议及接口标准作为标准的模块集成在一起，这样就很容易实现各系统之间的通信。从煤矿运输特点看，PLC可以满足运输管理，不论是监控、各类保护，还是应急处理，都能满足现场的需要。

四、结语

虽然煤矿运输系统中设备多、运输距离长、分布广等特点，通过采用PLC控制煤矿的运输系统，达到各项保护的自动控制，提高系统的安全与可靠性，且在实际中的应用取得良好的效果，在确保原煤运输的基础上避免了检修，提高运输效率，保证运输安全。