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0、引言
    隨著采掘技術(shù)的發(fā)展，煤礦井下膠帶輸送機(jī)的使用范圍大大增加，不但運(yùn)輸量大，而且運(yùn)輸距離長(zhǎng)，其安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性十分重要，要求選用的控制系統(tǒng)應(yīng)功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定、靈敏、可靠。
    PLC可編程控制器，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用、易于編程使用、維護(hù)方便等特點(diǎn)，可保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
1、系統(tǒng)控制要求及工作原理
    三河口礦業(yè)有限公司擬采用PLC控制膠帶輸送機(jī)。該輸送機(jī)系統(tǒng)運(yùn)輸量為420 t／h，運(yùn)行速度為205 m/s，配備兩臺(tái)660 V、160 kW電動(dòng)機(jī)，兩臺(tái)功率140～320 kW調(diào)速型液力偶合器，運(yùn)輸距離為740 m。PLC控制系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能：
    (1)與現(xiàn)用井下的各種保護(hù)兼容；
    (2)可通過(guò)控制可調(diào)速型液力偶合器軟啟動(dòng)、軟制動(dòng)井下膠帶輸送機(jī)；
    (3)實(shí)時(shí)顯示各種運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；
    (4)實(shí)現(xiàn)故障自診斷，聲光報(bào)警；
    (5)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)一自動(dòng)任意切換；
    (6)與前臺(tái)膠帶輸送機(jī)聯(lián)鎖。
    控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
    根據(jù)控制功能、輸入／輸出點(diǎn)數(shù)要求選擇ST-200型PLC，它的輸入點(diǎn)為24個(gè)，輸出點(diǎn)為16個(gè)，同時(shí)需配備兩個(gè)8點(diǎn)數(shù)字量I/O輸入模塊2×8=16點(diǎn)，一個(gè)四輸入模擬量擴(kuò)展模塊。
    由于煤礦井下環(huán)境的特殊性以及現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)、傳感器、控制元件所用的信號(hào)容量，需要配備轉(zhuǎn)換與隔離電路：24路本安開關(guān)量信號(hào)（無(wú)電位接點(diǎn)）轉(zhuǎn)換成非安無(wú)電位接點(diǎn)輸出，接點(diǎn)容量為250 V／5 A（阻性）；6路非安開關(guān)量信號(hào)（無(wú)電位接點(diǎn)），轉(zhuǎn)換成本安無(wú)電位接點(diǎn)輸出，接點(diǎn)容量為250 V/5 A(阻性)；PLC輸入／輸出，均有隔離措施，隔離的數(shù)為12路，接點(diǎn)容量為250 V／5 A（阻性）。
    通過(guò)配置轉(zhuǎn)換板、隔離板，完成信號(hào)隔離、轉(zhuǎn)換與放大，使PLC控制距離大大延長(zhǎng)，擴(kuò)大了PLC輸出時(shí)的容量。用PLC通過(guò)隔離電路直接帶動(dòng)所控制的設(shè)備，減少了設(shè)備中間環(huán)節(jié)，提高了可靠性。另外，配置了轉(zhuǎn)換器、隔離板后，當(dāng)外圍設(shè)備出現(xiàn)故障，造成短路或串入高壓時(shí)，不會(huì)直接損壞PLC，保證主機(jī)安全，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。
    PLC輸入／輸出端口配置見表1，PLC控制系統(tǒng)軟件流程方框圖如圖2所示。
    在上述分析基礎(chǔ)上，編寫PLC控制系統(tǒng)的梯形圖和控制程序。投入運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)由于所控膠帶輸送機(jī)是上運(yùn)膠帶，在帶載急停車后自動(dòng)開車時(shí)，電機(jī)經(jīng)常過(guò)載無(wú)法正常啟動(dòng)。由分析知，只有實(shí)現(xiàn)井下膠帶輸送機(jī)的軟啟動(dòng)才能解決這一問(wèn)題。因此對(duì)加載程序進(jìn)行了修改，延長(zhǎng)了加載時(shí)間，減小了主電機(jī)電流，實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)。
    PLC還可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)的功率平衡，途徑如下：把兩臺(tái)主電機(jī)的電流信號(hào)送人PLC，由PLC對(duì)兩臺(tái)主電機(jī)的電信號(hào)進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)兩電流信號(hào)相差較大，如超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)，PLC進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)膠帶運(yùn)行速度如在正常范圍，說(shuō)明電機(jī)電流小的那臺(tái)輸出速度慢，應(yīng)加速，PLC啟動(dòng)此液力偶合器的伺服電機(jī)（點(diǎn)動(dòng)）加載后，再比對(duì)兩臺(tái)電機(jī)電流值，直到兩電機(jī)電流差在合理范圍時(shí)停止；當(dāng)兩臺(tái)電機(jī)電流差值超出正常范圍，膠帶運(yùn)輸速度超出正常速度，說(shuō)明電機(jī)電流大的那臺(tái)液力偶合器輸出速度快，應(yīng)減速。PLC啟動(dòng)此液力偶合器的伺服電機(jī)減載（點(diǎn)動(dòng)）后，再比對(duì)電機(jī)電流值，直到兩電機(jī)電流差值在規(guī)定范圍時(shí)停止。
2、結(jié)語(yǔ)
    采用PLC控制煤礦井下膠帶輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制保護(hù)，大大地提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，經(jīng)過(guò)半年的使用取得了良好的效果，保證了原煤的運(yùn)輸，減小了維護(hù)工作量。采用PLC控制調(diào)速型液力偶合器實(shí)現(xiàn)膠帶輸送機(jī)的軟啟動(dòng)、軟制動(dòng)，減小膠帶機(jī)啟動(dòng)與停止時(shí)對(duì)強(qiáng)力膠帶、電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速箱、驅(qū)動(dòng)滾筒的沖擊力，可以延長(zhǎng)其使用壽命；減輕啟動(dòng)時(shí)對(duì)井下電網(wǎng)的沖擊，提高了供電的可靠性和安全性。