基于PLC的运输破碎运行方式改造

2019-04-09郑惠龙

煤矿现代化 2019年3期

郑惠龙

（霍州煤电集团汾河焦煤股份有限公司亿隆煤业，山西洪洞 031600）

1 工作面概况

亿隆煤矿工作面有一部重型皮带输送机和配套破碎机，输送机和破碎机属于独立的启停关系，在正常生产时配套良好，但由于没有相关的闭锁设计，若破碎机突发故障停机而皮带司机不知情的情况下，皮带机依然正常运行，此时就会出现堆煤，煤流外溢和拉回煤的现象，最终造成了溜煤嘴的堵塞，该故障清理难度高，工作量大，导致皮带和破碎机长时间无法启动，在增加职工劳动强度的同时，直接影响了矿井的原煤生产，因此，需要对皮带机和破碎机进行连锁运行，杜绝单一设备停机造成的严重后果[1]。

2 皮带与破碎机监测保护方案设计

2.1 连接结构

工作面上，采到的大块原煤经过运输机运输到破碎机，由破碎机进行破碎以后输送出工作面，如图1所示，由于运输机和破碎机分别由两个不同的电动机提供动力，因此，若不进行连锁运行的设计，则就会出现单一设备停机后出现的严重后果。

图1 皮带运输机与破碎机工作方式

2.2 运行时的故障分析

带式输送机运行过程中会发生的故障主要有以下几种[2]：①皮带断带；②驱动电机故障；③皮带打滑；④纵向撕裂，等等。输送机的故障信息以及安全隐患进行了分析之后发现，当工作过程中发生了不正常现象，如果任由这种不正常现象持续可能会造成机器故障的产生。

破碎机在运行中可能会因为驱动电机的故障等发生停机，破碎机的停机和输送机的停机造成的后果是完全不一样的，由于没有连锁设置，破碎机停止运行，皮带司机如果没有及时发现后关闭皮带，那么皮带就会源源不断的将原煤块运输到破碎机处，此时破碎机处就会发生堆煤、煤流外溢等，而且这种故障的清理难度大，时间长，在没有清理结束的时候，采煤是不能进行的，这会极大地降低原煤的开采效率。

2.3 改造方法

为了能及时的检测到皮带机和破碎机的运行情况，采用一些特定的传感器，它们能够监测电动机的温度、皮带的运行速度、破碎机的运行状态等，当一台设备发生故障的时候，及时停机，保护另外的一些配套设备，防止故障的扩大化，对PLC的程序进行改造，使输送机和破碎机能够连锁运行，通过特定的程序进行启动和停止，确保发生故障时能把影响减到最小。

3 监测控制微系统搭建

3.1 PLC的选型

本系统中是以PLC为控制中枢，通过传感器进行数据的采集，并利用一定的通讯协议进行数据的传输[3]。通过PLC对所采集回来的数据进行分析判断并作出下一步指令，指令到达执行机构进行工作。整个工作过程可以通过服务器端进行查看和监测。核心控制器PLC根据具体情况选择AB公司的Micro850系列的型号为2080-LC50-48QWB，其支持24v直流电供电，并且有28路24v直流电压输入以及20路继电器输出。本身还包含五个拓展口，这些接口可以外接I/O模块或者通讯模块等等，完全可以保证整个系统的信息处理。

3.2 传感器的选型

根据输送机的工作环境进行相应的传感器进行选型。①温度传感器选择型号为GWD100这个可以满足井下特殊的工作环境；②堆煤传感器选择型号为GUJ30,安装在特定位置可以检测堆煤事件的发生；③烟雾传感器选择型号为KGQ-1，可以检测工作环境的烟雾浓度；④速度传感器选择型号为KG5007A，可以作为皮带的打滑以及超速的监测装置；跑偏传感器选择型号为GEJ30，可以检测皮带工作过程中的运行情况；⑤撕裂传感器选择型号为GVD1200，为本质防爆安全型，可以满足煤矿对设备的安全要求；⑥瓦斯传感器选择型号为GJC4/100，精确地浓度测试完全满足当前的需要；⑦关于电流电压的数据监测，采用模拟量就可以进行数据的采集监测[4]。

4 软件设计

将变频器运行返回点与破碎机开关的运行返回点连接，通过程序控制皮带操作台里的延时继电器，使破碎机、变频器、风机实现一键启动，破碎机先运行3s后，风机启动，风机全部启动后变频器启动，停机时，正好相反，皮带停止后破碎机3秒后才会停转，如果中间破碎机突然停止运行，皮带也第一时间停止，从技术上杜绝了煤流外溢现象的发生，既方便了职工操作，同时创造了设备安全运行的环境，编程软件使用与Micro850系列PLC配套的Connected Components Workbench，这个软件内置了PLC的编程环境以及在线调试的功能，配置了多种通讯方式和PLC进行连接[5]。Connected Components Workbench在与PLC通讯时需要配合RsLINX进行数据连接。程序流程图如图2所示。