煤矿皮带运输机PLC控制系统的设计与实现

2019-12-04郭宁

电子技术与软件工程 2019年12期

文/郭宁

推动煤炭运输技术发展，提高煤炭生产开发效率，是新时期社会发展提出的根本需求。想要让国家实现绿色可持续发展，就必须要科学地进行能源开发，在满足能源需求的基础上，坚持绿色开采。而皮带运输机PLC 控制系统的应用在提高效率、节约能源、降低成本等方面都发挥着重要作用，因此成为焦点之一。

1 煤矿皮带运输机PLC控制系统硬件设计

皮带运输机本身的运输量较大、维护较为简单、操作便捷，在煤炭开采运输中，可以有效提高运输效率，降低运输成本。但是在实际应用的过程中，皮带运输会出现跑偏、打滑、噪声、断裂等情况，将PLC 控制系统应用在皮带运输机中可以让系统更加完善，运行效果也会得到改善，生产运输安全也会得到保障。首先，需要确定PLC 控制系统中使用的可编程控制器，本文选择的PLC 控制器为S7-200。这种控制器最大的特点在于可以和其他网络进行连接，组建形成一系列复杂的控制系统，进而满足特定的功能需求。然后，要对电机控制回路进行设计，在实际应用的过程中，可以使用两台三相异步电动机并联在三相电源上，然后利用的不同的电路控制两台电机的启动和关闭。

2 煤矿皮带运输机PLC控制系统软件设计

在确定PLC 控制系统的硬件设备后，还要对系统软件进行设计，以此提高系统的灵活性。

2.1 地址分配设计

I/O地址分配是软件系统中最重要的部位，在大部分PLC 控制系统的编程说明中都针对这一软件设计进行了分析。一般情况下，需要根据实际需求对PLC 的FO 点数进行估算，计算出确定数据后才能够购买对应型号的PLC控制系统设备。不同PLC 设备的电路连接方式不同，都是由FO 模块上的FO 地址分配确定的，FO 设备功能离不开FO 地址的分配。让PLC 控制系统程序地址和设备实现对应，规则化地址分配，可以缩短故障处理时间，也能够为系统管理创造条件，简化程序编读过程。

2.2 主程序的设计

主程序是PLC控制系统中最关键的部分，常见的控制方式有三种，分别为：全线启停、自动启停、手动启停。前两种需要运用到传感器，实现内部逻辑的电路控制，第三种则利用外部继电器完成电路控制，本文以自动启停为例，针对皮带启停软件设计进行分析。首先工作人员摁下起动机的按钮，三秒钟后，一号皮带机开始工作，启动指示灯亮，电动机开始工作。随后，启动二号皮带机，三秒钟后，二号启动指示灯亮，电动机开始工。自动停止的按钮也有两个，分别控制两个皮带机，摁下一号停止按钮，皮带机停止工作，电动机停止运转，指示灯灭，二号皮带机同理。全线启停的控制方式和自动启停的控制方式较为相似，不同的是，全线启停可以通过一个按钮控制两个皮带机，两个皮带机的停止和运行之间会出现三秒左右的间隔，以此让皮带机和电机按照顺序逐步进行运转，以此有效节省工作人员的工作量，提高工作效率。

2.3 故障程序设计

除了上述两个方面的设计之外，还要对故障程序进行设计，在可能出现故障的部位或者需要重点监控的方面按照不同的传感器，针对系统进行监控，一旦传感器监测到数据超过额定值，就将故障信息传送到PLC控制系统中，同时经过PLC 控制系统将信息传送至电路控制，最终让故障报警信息传递给主控制室，点亮相应的故障指示灯，让工作人员可以确定故障位置，明确故障情况。同时，PLC 控制系统也会将皮带机停止工作，直到故障排除，人工启动复位按钮，指示灯灭，机器就能够重新自动运行。

3 煤矿皮带运输机PLC控制系统实际应用

以山西某煤业有限公司为例，在进行井下煤炭生产运输过程中，运用了PLC 控制系统，利用系统本身具有的控制和保护功能，对运输机进行调控。比如：在生产运输过程中，某运输机出现了故障问题，在维修人员到场对运输机进行排查、清除故障后，使用了故障复位按钮，让运输机重新运行，不需要重新设置相关参数，节省了大量的时间。不仅如此，在正常情况下，只需要按下启动按钮运输机就会在PLC 控制系统的控制下，按照预设程序自动运行。同时，PLC 控制系统还可以对运输机的运输状态进行搜集、分析，为远程监控人员提供运输机的实时运输数据，在实际应用的过程中，帮助工作人员更好地完成远程控制工作。除了控制功能之外，保护功能也是PLC 控制系统中不可忽视的性能之一，大部分运输机的运输距离较长，设置保护功能，可以有效识别运输机在运输过程中产生的各种故障，并将显示故障位置，对故障进行基础处理，发送故障信号。以该企业为例，该企业设置的PLC 控制系统具有三种保护功能，包括：故障保护、电流保护、温度保护，通过这些保系统，可以让运输机稳定运行，避免出现温度过高、电流过大等情况，一旦超过额度值就会自动停止运转，避免引发更大的事故。