关于PLC的煤矿压风机自动控制系统(1).pdf

总第 1 6 0期 2 0 1 6年 第8期 机械管理开 发 MEC HANI C AL MAN AG EME NT AND T o t a l 1 6 0 No ． 8，2 01 6 0 粤 啦 旗 泰 每 酶 D O I 1 0 ．1 6 5 2 5 ．c n k i．cn 1 4 - 1 1 3 4 h ．2 0 1 6 ．0 8 ．3 9 关于 P L C的煤矿压风机 自动控制系统 李晓光 潞安集团余吾煤业公司， 山西长治0 4 6 1 0 0 摘要针对压风机及其 自控系统的工作原理，分析压风机的P L C系统和 自动控制方式的应用现状，提出了 P L C压风机 系统设计的不足 ， 并针对 问题探讨 了相关的改进 方式。 关键词 P L C系统煤矿机 电压风机 自动控制 系统 中图分类号 T D 6 3 5 ； T P 2 7 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 3 7 7 3 X 2 0 1 6 0 8 0 0 9 6 0 3 引言 在科学技术水平发展的时代，我国在煤矿生产 作业中的压风机采用了以 P L C软件的 自动控制系 统， 实现了参数采集处理、 数据上传、 故障警示报警、 自 动控制等功能一体化的目标，为矿井作业的数字 化时代奠定了坚实的基础 ，同时也减少 了安全事故 的发生以及企业的生产成本。煤矿机电设备中的压 风机是煤炭生产过程 中的重要动力来源 ，肩负着为 井下生产作业中的风钻、风镐等机械压缩空气的重 担， 也担负着生产井下压缩空气的重要任务。因此， P L C系统在压风机中的应用将会越来越普遍。 1 P L C软件的设计 P L C程序是通过标准版的 S T E P 7软件安装在 机械设备上， 并进行了各项参数的设置， 再运用其中 的 M I C R O ＼ WI N编程软件进行操作和编辑 ，利用通 用的数据模块『 如 D B 数字块 、 O B 组织块 、 F B ＼ F C 功能块 等】 来编写功能相近 、 结构相似或者基本相 同的程序 。而压风机对于控制的力度、 方位等参数 都有一定的标准 ， 而 P L C可以实现一些标准， 例如 信号的传送和控制处理， 相应的闭锁功能等， 再通过 上位的计算机进行数据的传输和显示。 2 压风机及其 自动控制系统的工作原理 2 ． 1 压风机的工作原理 压风机的工作原理是，当电机通过联轴器或带 轮带动主动轴转动时，安装在主动轮上的齿轮带动 从动轮上的齿轮， 按相反方向同步旋转， 使啮合的转 子相随转动， 从而使机壳与转子形成一个空间， 气体 收稿 日期 2 0 1 6 0 4 1 1 作者简介 李晓光 1 9 8 o _ - ， 男， 山西长治人 ， 本科 ， 工程师， 长期从事主提升机、 压风机的技术管理工作。 从进气口进入空间，这时气体会受到压缩并被转子 挤出出气口，而另一个转子则转到与第一个转子在 压缩开始的相对位置，与机壳的另一边形成一个新 空间， 新的气体又进入这一空间被挤压出， 这样连续 运动达到鼓风的 目的。 在工业生产中 ， 螺杆式空气压 风机由于具有效率高、 损失小、 适用性强等特点而被 广泛应用[ 2 ] 。煤矿压缩机在矿井生产过程中主要起 着压缩空气、 保持较好风动力等作用。 2 ．2 压风机自动控制系统的工作原理 传统压风机一般采用的控制系统是人工就近、 就地的控制方式 ，通过冷却水系统来实现启动和停 止， 采用两级排气和水冷活塞的方式。该控制系统， 只有一级或者二级排气压力模拟仪表，而压风机根 据风包压力来进行频繁的启动和停止 ，过程和操作 比较复杂 ， 设备损耗大 ， 工人极易疲惫 ， 而压机 房的 噪音大、 温度高， 工作环境条件恶劣不能有效而均匀 地控制运行时间。不仅如此， 对于压缩空气的质量、 效率还有严重的影响，运行时的管理非常不便且维 修率高， 安全事故频发b ] 。 煤矿压风机作业需要多台用电量大、 功率大、 供 风量大的设备同时运行， 在运行过程中采用 P L C软 件系统进行 自动化 的四台电机和高压风机远 程控 制。 高压控制柜的主要组成部分有温度传感器、 电量 采集模块、 压力传感器、 风包的排污管路等设备的电 动阀、开停传感器、 P L C主控制器 如下页图 1 所 示 。 其中， P L C 控制系统因具有可靠性强、 节能效果 好的特征而取代了传统的分散控制和手工控制 ， 从 而提高了压风机控制系统的智能化、 自动化水平， 进 而减少了人工操作的可能性或者实现无人值守的效 果， 达到减少企业生产成本和生产风险的目的。 机械管理开 发 j x g l k f b j b 1 2 6 ．c o m 第 3 1 卷 4 P L C压风机 系统设计的不足及对策 4 ． 1 压风机 自动控制系统的不足 虽然在世界科学技术水平较高的潮流下，我国 煤矿生产作业的机械化 、 自动化 、 智 能化水平有所提 升， 但是与其他具有先进科学技术水平的国家相比， 仍然有较多不足，特别是压风机的自动控制系统存 在较大不足。 例如， 虽然能够对矿井下的压风机运行 状态、 机械机电的电流、 电压等元素进行全方位地监 测和管理， 但是得到的信息参数没有统一标准， 不能 实现数据资源共享 ，也很难对相关设备进行及时有 效地控制。 这些种种不确定因素和技术， 给安全生产 带来 了威胁 ， 不能有效地促进企业的生产和发展。 4 ．2 改进压风机 自动控制系统的相关措施 面对技术不成熟也要投入生产 的无奈 局面 ， 煤 矿企业可 以加强先进技术 的引进和学习 ，大力培养 和储存相关专业的技术性人才，其中对于有经验但 是理论知识不丰富的操作人员来说，要加强业务培 训 ， 提高业务素质。不仅如此， 还要加强行业监测标 准和各项参数的统一及规范，搭建好数据信息等资 源共享平 台， 从而促进技术 的交流和创新 ， 达到及时 预防问题 、 发现 问题 、 解决 问题的 目的， 从而促进煤 矿的安全生产和效益的提高 。 5 结语 传统的压风机控制系统已不再适应现代煤矿 企业的生产发展要求 ，而 P L C软件的应用势在必 得。面对相关技术不成熟、 行业各项数据和参数标 准良莠不齐的状态，需要积极推进参数的规范化 ， 技术的创新化，从而促进整个煤矿机电设备 自动 化、 智能化进程的快速发展， 推动整个行业的机械 化水平的发展。 参考文献 [ 1 ] 许峰， 孙慧峰， 赵海峰．基于 P L C的煤矿风机 自 控系统设计 [ J ] ． 煤炭技术 ， 2 0 1 4 3 1 4 3 1 4 5 ． [ 2 ] 肖有洋， 谷志刚， 高冲， 等．A B P L C在风机控制系统中的冗余设 计与应用 [ J ] ． 科技信息， 2 0 1 1 2 2 7 7 3 ． [ 3 ] 王卫东， 田金云， 张成联． 基于 s 7 3 0 0 P L C的煤矿压风机控制系 统 [ J ] ． 矿 山机械 ， 2 0 1 0 2 1 3 5 3 7 ． [ 4 ] 张宏明．基于P L C的煤矿风机自控系统设计[ J ] ． 煤炭技术， 2 0 1 3 1 5 4 5 6 ． 编辑 杨光辉 Au t o ma t i o n Co n t r o l S y s t e m o f t h e F o r c i n g Fa n o f PLC S y s t e m Li Xi a og u an g Yu w u C o a l I n d u s t r y C o mp a n y o f L u’ a n Gr o u p ． C h a n g z h i S h a n x i 0 4 6 1 0 0 Ab s t r a c t I n v i e w o f t h e w o r k i n g p ri n c i p l e o f t h e a i r c o mp r e s s o r a n d a u t o ma t i c c o n t r o l s y s t e m，P L C s y s t e m o f t h e c o mp r e s s o r a n d t h e p r e s e n t s i t u a ti o n o f the a p p l i c a ti o n o f a u t o ma t i c c o n t r o l mo d e a r e a n aly z e d ，t h e d e f i c i e n c y o f t h e P L C c o mp r e s s o r s y s t e m d e s i g n i s p r o p o s e d ， a n d t h e r e l a t e d i mp r o v e me n t w a y i s d i s c u s s e d ． K e y wo r d s P L C s y s t e m； e l e c t ri c a l a n d ma c h i n e r y ； f o r c i n g f a n ； a u t o ma t i o n c o n t r o l s y s t e m 上接第 9 1页 Ap pl i c a t i o n o f M e c ha n i c a l a nd El e c t r i c a l I nt e g r a t i o n i n M ac hi ne r y Co n t r o l o f Co a l M i ne Co ns t r uc t i o n Xi ng Ho ng y a n Wa j i n w a n Hu l o n g g o u C o a l I n d u s t r y Co mp a n y o f Da t o n g C o a l Mi n e Gr o u p ， Da t o n g S h a n x i 0 3 7 0 0 0 Ab s t r a c t T h i s p a p e r an aly z e s t h e me c h an i c a l a n d e l e c t r i c a l i n t e g r a t i o n i n s u p p o r t i n g e q u i p me n t ，mi n e ma c h i n e r y ， mi n e p r o d u c ti o n s a f e t y mo n i t o ri n g ， the a p p l i c a t i o n o f b e l t c o n v e y o r ma c h i n e r y ．I t i s p o i n t e d o u t t h a t t h e e f f e c ti v e u s e o f c o a l mi n e c o n s t r u c ti o n ma c h i n e r y c o n t r o l o f e l e c t r o me c h a n i c al i n t e gra t i o n i s t o imp r o v e the s a f e ty o f c o a l mi n e c o n s t ruc t i o n ma c h i n e r y t o p r o d u c e o p e r a t i o n ， s a v e e n e r g y a n d p u rif y i n g e x h a u s t ， i mp r o v e w o r k e f fi c i e n c y ， a n d i mp r o v e c o n t r o l p e rfo r ma n c e o f t h e e n g i n e e r i n g ma c h i n e ry e q u i p me n t o f c o a l mi n e a n d o t h e r i mp o r t ant r o l e ． Ke y wo r d s c o a l mi n e c o n s t ruc t i o n ； ma c h i n e ry c o n t r o l ； me c h a n i c a l a n d e l e c t ric a l i n t e gra ti o n