PLC在煤矿通风机自动控制系统中的应用.pdf

P L C在煤矿通风机 自动控制系统中的应用 胡恩芹 东 辰集团 公司 鑫丰公司 摘要 本文介绍 了 P L C在煤矿通风机 自动控制系统 中的具体应用 情况， 该控制系统通过采集外界各个设备的检测信号 ， 对 2台通 风机及 电机进行 自 动控制 ， 与上位机 通信 ， 合理控 制两 台电机 的起停 ， 同时实现故障报警 及停 车 。 通过 P L C的应用 ， 大大提高 了工作效率， 增 强了安全系数， 为煤矿生产带 来 良好的安全和经济效益。 关键词 P L C煤 矿通风机自动控制 1煤矿通风机 自动控制系统原理 通风机是井工开采的瓦斯矿井的首要设备 ，其安全生产地位十 分重要 ， 担负着源源不断地从井下抽 出污浊空气， 满足新鲜空气的供 应 ， 如果设备一旦停止运转 ， 可能造成井下瓦斯等有害气体浓度超标 或施工空间温度升高以及氧气含量下降，严重影响作业人员的安全 和正常生产， 因此， 开采瓦斯矿井都配备两台或更多的通风机， 保障 井下生产的安全性和供 风的连续性。 随着科技的发展 ， 通风机 的操作 及监控向 自动化、 智 能化 方向发展 ， 大大减 少人力、 物力资源的浪费 ， 可 采用可编程控 制器 P L C对煤矿通 风机各设备及高压 电机 进行 自 动监控。我们设计通过在 电机高压开关柜 上装综合保护装置 ，采用 R S 一 4 8 5串行通讯， 将各台电机的电压、 电流、 功率等数据传送至以 太网交换机 ， 并通过各种传感器将 电机温度 、 振动 、 风机风压等参数 传送到 P L C， 从 P L C中将数据传送 以太 网交换机 ， 上位机 与以太网 交换机相连 ， 将各被监测状态数据 显示出来 ， 同时将上位机 的控制信 号传送至 P L C， 操控各执行装置， 实现通风机的实时检测与控制。 2 系统的总体设计 2 ． 1系统软、 硬件选型 2 ． 1 ． 1上位机选用研 华高档工控机 2 ． 1 - 2 采用工业 以太网、 R S 4 8 5 、 MP I 通讯实现数据交换 2 ． 1 ． 3 组态软 件用 西门子 WI N C C， 使风机 的运行状态直观的显 示在监控 电脑画面上。 2 ． 2 P L C的功能及选型 P L C在系统中完成下列任务 ①采集外 界各设备的状态信号及模拟量信号②P L C内部根据逻辑程序控制 启动 各台通风机 ， 并实现两台通风机风门闭锁、 预定时间 自动切换等 功能③通过检测外界各设备参数， 通过程序逻辑运算， 发出报警及故 障信号， 实现通风机报警及自动跳闸等功能。 根据上述功能， 安徽淮南矿业集团丁集煤矿使用的通风机， 其系 统选用西 门子 S 7 3 0 0系列 的 P L C， 它属于模块 组合 式 P L C， 由 电 源模块、 C P U模块、 数据模块、 通信模块等组成， 可根据需要构成不 同的系统， 本着经济实用、 可靠等原则 ， 我们选用 3 1 5系列的 C P U、 S M3 2 1 型数字量输入模块、 S M3 2 2型数字量输出模块、 S M3 3 1型 模拟量输入模块。 3 软件 实现 P L C接收上位机 发送 过来 的起停信号 ， 实现对通风机风 门及 电 机的起、 停控制 ， 从而控制通风机系统协调、 可靠地运行。 其中数据传 输主要是通过以太网来完成的。采用 S I E ME N S的OP C S e r v e r 来 实现 P L C与上位机的逻辑对应 ， 且 P L C通信采用以太网通信 。 P L C与综保装置采用问答式 R S 一 4 8 5通讯 ， 协议设定如下 A S C l I 码、 8位数据位、 1位停止位、 偶校验、 波特率为 9 6 0 0 b ／ s ． 总体设计流程图如下 本系统用 S E T P 7软件进行在线和离线操作 ， P L C编程用梯形 图 和 S T L 语言进行编程。 温度传风压传 振动传 温度传风压传振动传 综保装 综保装 感器感器 感器 感器感器感器 置 1 置 2 总体设计流程图 通讯 4本控制系统实际应用效果 4 ． 1采用 P L C控制系统 对通 风机 实行优化控制 ，节约了电能， 提高了工作效率， 大大降低了事故率。 4 ． 2西 门子 S 7 3 0 0中较简单 的程序编辑语言 ，电气工程人员 通过学 习可以很快地学会编制各种控制程序。 4 ． 3安全性能高。通过对 P L C的编程， 可实现两台通风机自动 切换、 故障切换及定时切换。采用两台通风机风门的逻辑闭锁， 在两 台通风机共用同一风道的情况下不能同时打开两通台风机的风门。 4 ． 4 自动性能高。 本系统采集设备数据 ， 当通风机具备启动条件 时， 通过程序编辑 ， 只需简单的操作 ， 即可启动通风机 ， 减去 了其他繁 琐的操作步骤。 4 ． 5使用实时报警装置， 及时发现和解决出现的问题， 防止造成 诸多不必要的损失。 参考文献 【 1 】 廖常初 P L C基础应用． 北京 机械工业出版社 2 0 0 3 ． 6 ． 【 2 】 廖常初 ． 西门子工业通信 网络组态编程与故障诊 断． 北京． 机械工业 出 版社． 2 0 0 9 9 ． I 3 】 刘冰 煤矿水泵 自动化监控 系统设计 I J 】 l 煤矿机电 2 0 0 4 5 1 0 0 2 0 0 ． ’来 稿 需 知 1 、 来稿 确保 不一稿 多投 、 不 涉及 保密 、 署名 无 争议。请 作者 自留底稿 ， 恕不退稿 。 2、 编 辑部对 来稿 有删修 权 ， 不同意 删修 的稿件 请在来 稿 中声 明。稿 件刊 登后 ， 赠 当期杂 志一 豫 ， 以 供 甩 途 o 3 、 本 刊常年征 稿 ， 所有文稿 均在一 周左 右时 间做 出处理。 4 、 论 文 下 方要 注 明作 者 的详 细 通 讯地 址 [ 例 X X省 X市 区、 县 X路 X X号 X X学 校 X X收 ] 、 联 系 电话 固定 电话 、 移 动 电话 、 邮编、 邮 箱及 QQ。 以便我们 能够 及时快 捷地 与您取 得 联 系 。 *本刊 为旬刊 ， 欢迎 有一定 组稿 能力者 为本刊组 织稿件 ， 有意 者请与 本刊编 辑部联 系 ， 经 审核 合 格 者 ， 可设 为 当地 工作 站负 责人 需 寄 申请 书 ， 欢 迎广 大经 济界 、 管 理 界 、 科 技 界 、 理 论 界 工作 者推 荐 、 自荐 。 投 稿 方 式 1 、 投稿 专用 邮箱 GL -K J1 6 3 ． COM 2、 本刊 网站投 稿 WWW ． GL KJ ． COM 投稿 地址 石家 庄槐安 西路 8 8号卓达 玫瑰 园物业 楼 A 5 0 1室 电话 0 3 1 1 8 3 9 9 3 9 4 9 2 0 4 征 稿 启 事