PLC在矿井提升机控制系统中的应用

PLC在矿井提升机控制系统中的应用

0 引言

    以可编程控制器(PLC)为核心的装置在矿井提升机中的成功使用，不仅体现了PLC的基本功能，能代替复杂的继电器控制，而且以丰富的程序指令实现了原电子线路中不易完成的功能。在大大减小体积的同时，更提高了系统的控制精度和可靠性，保证了矿井提升机的安全运行。

1 PLC的系统功能

    PLC用于机器的自动控制，具有体积小、功耗低、速度快、可靠性高、抗干扰性强等特点。同时具有灵活性和可扩展性。要改变生产过程只需改变程序即可，非常方便，这是继电器控制电路无法相比的。PLC已成为工业控制领域中最主要的自动化装置，它代表了当前电控技术的先进水平。

    根据矿井提升机控制系统的要求，PLC应具有以下功能：

    (1)按照操作工艺要求及系统状态，实现主令操作控制的软接线网络和各水平操作台之间的信息传递、操作联锁，产生给全数字调速系统命令(起P停、设定速度、运行种类、运行方向、故障复位及闸系统、安全保护等指令)。

    (2)根据运行种类，操作方式产生C30所需的速度曲线，实现罐笼运行的准S曲线。

    (3)全数字行程控制。对罐笼位置及运行速度进行全行程控制和监视，使罐笼按位置在准S形速度下运行，实现半自动加速、减速、准确平层，并以数字式及直线式动态显示罐笼运行位置。

    (4)对整个系统进行监控并根据故障种类(紧停、事故停车、一次提升、事故报警)作相应的处理，并发出声光报警，指出故障类型、部位。

    (5)与上位机、C30通讯，处理、传递来自各环节的信息。

2 PLC工作原理

    PLC控制系统的控制回路采用先进的PLC取代原有的继电器逻辑控制系统。PLC作为工业计算机，具有独特的微处理功能，通过采集外部的信号进行逻辑判断后，传输给各个不同的执行元件，实现对提升机的自动控制功能。其方框图如图1所示。

    PLC控制系统除了具有原电控系统的所有功能外，还具有以下主要功能：

    (1)后备保护功能；

    (2)减速阶段的多种曲线自动设定及执行功能；

    (3)速度、提升次数、深度直观显示功能；

    (4)声光故障报警功能。

3 PLC控制提升机的优点

    (1)系统主要控制逻辑由PLC实现，灵活性强、控制功能多，其可扩充性、可变性、工艺指标的先进性有较大提高。

    (2)PLC输入输出均带有光电隔离等抗干扰和过载保护措施，程序运行为循环扫描工作方式，而且有自诊断机制，可靠性高。

    (3)系统组成是模块化结构，并可显示故障类型，维护更换方便。

    (4)只对原系统中的主要关键控制逻辑加以改造，系统改造成本低，适合用户的实际需求。

    (5)安全保护有特色，实现了卡箕斗保护、减速开关失效保护、速度继电器失效保护、过速保护、接近井口限速保护、过卷开关与终点开关失效保护、反向下坠．保护，主接触器、加速接触器、动力制动接触故障保护等保护措施。安全性更高，运行平稳、准确。

    (6)实现了全数字化行程控制。用软件实现了速度给定的准S型曲线和调速系统的速度微分前馈控制，改善了调速系统的跟随性；实现了罐笼运行的准S型曲线，提高了传动系统的运行特性和平层精度。

4 应用中要注意的问题

    (1)由于矿井提升机控制系统工作在电磁干扰较严重的环境中，所以选择PLC时应注意电磁兼容性指标，以确保设备的正常工作。对电源变压器、CPU和编程器等主要部件也应采用导电、导磁性能良好的材料加以屏蔽，以防外界干扰。

    (2)除电磁干扰外，外部输入信号的故障、PLC机本身的输入／输出接口处的故障等，也会影响控制系统的正常运行，因此在安全、监视、制动等系统中应采用有高度安全可靠性的冗余结构形式，一旦发生故障，备用装置可立即投入运行。

    (3)采用模块式结构有助于短时修复故障。一旦查出某一模块出现故障，就能迅速更换，使系统恢复正常。

5 结束语

    采用PLC实现矿井提升机的控制逻辑，既增加控制功能，又提高系统性能。利用PLC综合测控机制，解决测速、保护等问题，实现与原系统的良好衔接，提高了系统的综合性能和生产效率，达到低投入高产出。同时提高了提升机的自动化程度，减轻了的劳动强度，使企业自动化和现代化管理水平有很大提升。