基于PLC的电牵引采煤机电控系统优化设计

薛鼎允

【摘  要】随着近年我国工业技术的飞速发展，越来越多的人发现了煤矿事业的商机并逐渐投入到其中，在这样的社会形势影响下，我国对采煤技术的要求也越来越高，使得煤矿机械自动化和智能化水平得到大幅度的提升。机械设备的长时间使用会引起故障，加上电牵引采煤机电控系统维修量较大、事故发生较为频繁，因此优化采煤机电控制系统任务迫在眉睫，本文从采煤机现今的应用情况角度出发，分析PLC技术的优点，探究PLC的电牵引采煤机电控系统优化方案。

【关键词】PLC技术;电牵引采煤机;电控系统

前言

我国采煤技术随着国家经济水平和工业技术的发展而不断提升，尤其是采煤机械的技术水平显著提升。作为采煤机电控系统中最常见的系统，分立式电控系统是由电源、显示板、继电器板和变压器组成，能够为采煤工作带来较大的便利，但由于此系统组成复杂、线路繁琐且智能化程度低，因此逐渐在采煤工作中被淘汰。PLC全称为可编程逻辑控制器，是一种将可编程存贮器用于其内部存贮的程序，通过对传统采煤机电控系统的优化和升级，提高了采煤的效率，并且PLC的电牵引采煤机电控系统还能够及时对系统故障进行诊断，从而保证施工工作的正常进行，有利于煤矿事业的发展[1]。

1.采煤电控系统的运用现状

我国采煤机械随着煤矿行业的发展而迅速崛起，就如今看来，电牵引采煤机是应用最为广泛的采煤机械，在滑差调速、开关磁阻调速、变频调速及PLC调速上使用均很方便，但不同调速具有不同的特点，在应用过程中也各有利弊[2]。就滑差调速来看，在实际运用过程中，由于内部结构和接线复杂繁琐，因此当出现障碍时，检修极其复杂，同时性能差，运行不稳定，常常会出现操作失误的情况，对采煤工作的顺利进行造成严重影响。

2.PLC的电牵引采煤机电控系统的优点

PLC是一个以微处理器为核心数字运算操作的电子系统装置，在工业现场运用时，能够进行逻辑运算、顺序控制、定时和算术运算有效控制各种类型机械的生产过程[3]。PLC具有传统系统不具备的特点，改变了传统继电器接线复杂，性能低的特点，充分利用微处理器的优点，实际工作中出现故障时的维修较为简单，操作方便，极大程度上加快了采煤工作的进行，从而促进采煤事业的发展。

3.PLC的电牵引采煤机电控系统的组成

采煤机电控系统是由PLC（中央处理器）、变频器、触摸屏等硬件设备和三棱设计的FXGP-WIN-C软件系统组成。PLC为采煤机电控系统的控制中心，它能够完成高精度的控制，并且具备单元式和模块式，不仅使用很方便，操作简单，同时其扩展模块还能够为设备额外供电，功能强大。变频器是起保护自身功能的设备，当电流或电压过大时，能够及发现并报警，从而有效避免避光，同时提高运用的安全性。触摸屏是可以进行触摸操作的控制面板，运行时能够实施显示采煤系统的工作参数和工作状态。

PLC能够有效实现变频器的速度给定、牵引方向、加减速、电流采样等动作执行，变频器也能够通过PLC实现集中控制，这些硬件设备通过相互配合，能够对割接电机、牵引电机及泵电机的科学控制和管理，满足采煤工作电机控制系統的要求，从而提高采煤工作的效率和质量[4]。

4.PLC的电牵引采煤机电控制系统优化措施

4.1 PLC的优化

PLC技术是采煤机电控制系统的重要环节，是采煤机控制系统的控制中心，PLC质量的好坏直接决定着采煤工作能够正常进行，因此在选择PLC设备时，首先必须要保证其质量符合规定要求。其次还要保证PLC运行正常时变频器的速度，管理牵引的方向、速度和力量，在此基础上将系统运行温度控制在合理范围之内。最后还要注重对设备的日常维护工作，定期检查设备是否有故障，发现设备问题后及时检修，一方面能够提高工作效率，另一方面还能够延长设备的使用寿命。

4.2变频器的优化

作为采煤机电控系统的重要组成部分之一，变频器不仅能够在电流或电压过大时及时发现并报警，具备超强的自身保护能力，而且在实际运用中增强设备的稳定性和安全性，降低采煤工作时不可控因素引起的安全事故发生概率，从而保护工作人员安全，提高工作效率。变频器是在中央控制器的辅助进行工作的，借助于PLC技术，变频器能够对系统进行全面、实施的检测，有利于更加准确的对变频器变化情况进行控制，从而有效避免故障信息的传输。变频器可以将用水冷作为采煤机的专用装备，将整流模块和逆变模块均安装底板上，底板与冷水进行热量交换，从而带走变频器产生的热量[5]。

4.3触摸屏的优化

触摸屏是采煤机电控系统表现设备，与PLC系统存在着密切的联系，在实际采煤工作时，通过触摸屏不仅能够对运行系统进行控制，而且还能够清晰直观地看到采供的工作参数和工作状况，为了提高系统的运行效果，可以将工业触摸屏组态软件技术合理应用于其中，从而优化电控系统的触摸屏设计，实现有效控制。

4.4信息传输技术的优化

按钮通过控制信息输入信号，利用牵引按钮能够实现左右方向的牵引控制，从而能够对采煤机的运行进行控制，传统按钮一般通过人工操作进行控制，现今可采用自动化控制技术，实现自动启动或自动停止。模拟量信号属于输出信号，是利用左右截割电源的信号源作用对励磁电流进行控制和牵引，形成反馈信号，利用PLC技术能够对其信号牵引的速度进行判断，从而形成信号信息。

结语

现今采煤行业不断发展，为了满足采煤的需求，促进行业的发展，采煤机电控系统不断被优化，如今通过PLC技术，优化了电控系统中的变频器、触摸屏和信息传输技术，不仅降低了设备的检修难度，并且自身具备故障诊断的能力，对于提高工作效率，加速行业发展具有重要意义。

参考文献：

[1]彭剑，刘国权.基于PLC的采煤机电控系统应用研究[J].河南科技，2017，7（13）：40-41.

[2]张金富，李长军.基于PLC的电牵引采煤机电控系统优化设计[J].煤矿机电，2016，12（1）：98-99.

[3]王国强.PLC下的电牵引采煤机电控系统优化设计分析[J].广东蚕业，2018，52（04）：42-43.

[4]张程.PLC在电牵引采煤机电控系统中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2018，257（12）：13-14.

[5]李雄伟.基于PLC的电牵引采煤机电控系统优化设计[J].化工管理，2018，473（02）：225-225.

（作者单位：山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限公司）