PLC在矿井提升机电控系统中的应用.pdf

5 4 煤 矿 机 电 2 0 0 3年第4期 文 章编号 1 0 0 10 8 7 4 2 0 0 3 0 40 0 5 40 2 P L C在矿井提升机 电控系统 中的应用 赵禧林 焦作 华飞 电子 电器工 业有 限公 司 ， 河南 焦 作 4 5 4 0 0 0 摘 要 本 文对 可编程控 制器 提 出在矿 井提 升机 电控 系统 中要 正确选 用 、 合 理 有效 的使 用 方法及 使用技 巧 ， 可供设 计者 参考 。 关键词 可编程 序控 制器 P L C ； 使 用方 法 ； 现场 总 线； 人机 界面 中 图分 类号 T M7 6 2 文 献标识 码 B Th e Ap pl i c a t i on o f PL C Co n t r o l l er i n El ec t r i c Co n t r ol Sy s t e m o f Mi n e Hoi s t Z HA0 Xi l i n J i a o z u o Hu a f e i El e c t r o n i c El e c t r i c a l I n d u s t r y C o ． ，Lt d． ，J i a o z u o 4 5 4 0 0 0 ，C h i n a 矿井 提升机 是煤 炭 、 冶 金 、 有 色等 深井矿 山生产 过程中非常重要的设备。对矿井提升机的电气控制 设备基本要求是 安全第一、 高度可靠 、 功能强大、 使 用方便 。随着计算机控制技术 的发展 ， 采用 当代先 进的计算机及辅助控制技术形成矿井提升机电气控 制系统 ， 已成为势在必行的局面。可编程序控制器 以下简称 P L C 是专为工业现场使用 的计算机 ， 具 有可靠性高 ， 抗干扰能力强 ； 编程直观 ； 适应性好； 功 能完 善 ， 接 口功 能强 等特点 。近几 年来 ， 几乎 所有 的 电控设备制造厂家 ， 为保证电气控制设备 的高技术 性能和系统 的可靠 ， 均采用了 P L C及其相应的控制 模块作为电控设备 的主要控制器件 ， 同时也形成 了 矿井提 升机 电气控 制系统 。 但 由于种种原 因， 现场使用 的很多设备并没有 充分利用 P L C的 自身特性 ， 造成了电控设备 电路过 分复杂 ， 不仅增加 了成本 ， 又降低了设备的可靠性。 因此 ， 本文就 P L C使用过程中 的一些经验 ， 提出合 理有效的使用方法， 供商榷。 1尽可 能直接 使用 P L C的输入 、 输 出端 口 众所周知 ， P L C是专为在工业环境下应用而设 计的， 易与工业控制系统联成一个整体。P L C在作 产品设计时 ， 其输入端 口设计有硬件和软件双重 的 抗 干扰 措施 ， 没有 必 要 对输 入 端 口再 作 复 杂 的转 换 来进一步提高其抗干扰度。在矿井提升机电控设备 中， 除井筒、 井架和打点 的信号传输距离较远， 需要 通过适 当的选取 不 同模 块 来 满 足要 求 外 ， 大 部 分输 入信号的传输距离都不太远 ， 应该尽可能直接使用 P L C上原来的输 入、 输 出端 口， 不需要处处都 增加 隔离， 以减少设计、 制造和使用上的麻烦。在输出端 口根据 负载要 求 ， 已经有 不 同的输 出模块 给予选 择 ， 可使用 P L C的输 出端口直接推动接触器、 电磁阀等 常规 电器 ， 一 般情 况 下 没 必要 再 对 常 规 的输 出回 路 再作继电器转换。若遇到需要控制很 大的电流、 很 高 的电压或 其他 特 殊 要求 时 ， 才 需 要 考 虑输 出端 口 是 否需要 转换 的问题 。 2 充分 使用 P L C的 计算机 编程 功能 P L C采用 了可编程序的存储器 ， 用于在其 内部 存储执行逻辑运算、 顺序控制 、 定时 、 计数及算术运 算等操作的指令 ， 并通过数字式、 模拟式的输入和输 出， 控制各种类型的机械或生产过程。这就是说 ， 要 充分认 识 、 理 解 和 利 用 P L C强 大 的 逻 辑 和 算 术 运 算 、 接点 取反 、 计 数 器 、 定 时器 、 数 据 寄存器 、 堆栈 、 脉 冲上升下降沿、 速度计算 、 传送比较、 循环移位、 P I D 调节、 高速计数及脉冲方向判断等计算机功能， 以使 维普资讯 2 0 0 3年第4期 煤 矿 机 电 5 5 矿井提 升机 电控 设备 控 制 功 能 强 大 ， 充 分革 除 不 必 要 的硬件 。尤要 注 意的是 能用 软件 实现 的功能决 不 要 使用 硬件进 行 电路 设计 ， 以减 少硬 件 电路 ， 使 电路 结 构尽 可能简单 ， 获 得减 少设备 事故 率 、 增 加设备 可 靠性 的效果 。 3关 于使 用技巧 为使矿井提升机的电气控制设备得到更优良的 性能指 标 ， 更 好 的性 能 价 格 比 ， 应 该 将 与 P L C有 关 其他 先进控 制技 术 、 辅 助 控 制 功能 尽 可 能 采纳 到 电 控设 备 中 。 1 现场 总线技术 现 场 总线 F i e l d b u s 技 术 是 实 现 现 场 级设 备 数 字化通信的一种工业现场层网络通信技术 ， 是工业 现场 级设备 通信 的数 字化革 命 。应 用 现场总 线技术 可用 一条 通信 电缆将 现场带 有通信 接 口的智 能化设 备连接 ， 使 用 数 字 化 通 信 的 方 式 代 替 大 量 的 4～ 2 0 mA／ 0 ～1 0 V模拟信号或点对点的开关量控制 ， 完 成现场设 备 的控制 、 监测 、 远程 参数 化等 功能 。该技 术对 于电控设 备 的简化 ， 提 高设 备可 靠性 ， 具有 非常 重要 的意 义 。在矿 井提 升机 电气控 制设备 推 广应用 此技 术 ， 可 使 电控 系统 中的所有设 备之 间 ， 只用一根 双绞 线连 接 ， 这不 仅安 装接线 简单 ， 大 大提高 了系统 的可靠性 ， 还减 少 了维护 的工作量 。 2 彩 色人机 界面 为了获 得 良好 的人 机对 话效 果 ， 普 遍 采 用具 有 丰富显示 内容 的彩 色触摸 式液 晶显示 屏 。该显 示屏 可以对设备的运行参数进行监控和更改 ， 通过查找 故障的功能迅速查 阅故障原因， 自动检测和显示线 圈的非动作接点， 自动识别单元结构， 用约 1 0 0 0副 左右 画面显 示各 单元 的详 细 内容 ， 简单 易懂 地 显示 特殊功能单元的 I ／ O信息及缓冲存储器地值， 更改 X／ Y 和缓 冲存 储 器数 值 ⋯ ⋯ 。因此 ， 矿 井提 升 机 电 气控 制设备 ， 采用 触摸 式彩 色液 晶屏 ， 可将 提升 过程 的速 度 、 行程 、 提 升 力 和 开关 量 等 各种 参 数 ， 以静 态 和动态趋势 图的方式全部显示在操作者面前， 对电 控设 备正 常 和故障状 态达 到一 目了然 的效果 。在 不 需 要太多 太复 杂 的计 算 和监 控 内容 的情 况 下 ， 一 般 均 可 以代替 上位计算 机 的功能 。 3 输入 回路 的限流保 护 功能完 善 的 P L C ， 几 乎无 一 例 外 的对 输 入 回路 使用 的 电源 ， 采 用有 限流保护 ， 以保 证设 备运行 的可 靠性。但对于因外部意外故障造成 的损害， 如高电 压 的工频 电源 因接线 错误或 与输 入 回路 误短 接等故 障 ， 则可 能会 造成 P L C的损 坏 。为 了进 一步 提高 系 统 的可靠 性 ， 应 在 输入 回路 中加入 具 有 限 流特 性 的 保护性 器件 。 4 其 他 诸如 P L C的编 码输 出 、 脉 冲输 出、 A D ／ D A 转换 、 悬浮 地接线 、 充分 利 用 辅 助 电源 的能量 、 正确 选择 各功 能模块 、 预 留必 要 的 I ／ O 端 子 以实 现 功 能 的扩 展及 选择 正弦波 特性 的 UP S电源等 ， 在设 计 电 控 时也应 给予 充分 的考 虑 。 焦 作 华 飞 电子 电器 工 业 有 限 公 司 所 生 产 的 交 流 、 直 流和变频 等 各 种类 型 的矿井 提 升 机 电气 控 制 系统 ， 在设计 时遵循 以上 一些原 则 ， 在技术 上有 先进 性 ， 是 替代进 口产品 ， 对 原有 提升 机 电控 系统进 行技 术改造 和新 建矿 井设备 选 型的理 想设备 。对 于提高 矿井 自动化及安全保障能力 ， 提高矿井 现代化管理 水平 及社 会经济 效益 具有 十分重 要 的现实 意义 。 参考文献 [ 1 ] 王兆义 ， 等． 小 型可编程控制器实 用技术 [ M] ． 北京 机械工业 出版社， 1 9 9 7 [ 2 ] 田瑞庭， 等． 可编程序控制器应用 技术 [ M] ． 北京 机械 工业出 版社 ． 1 9 9 4 作者简介 赵禧林 1 9 4 9 一 ， 男， 高级工程师。现任焦作华飞电子电 器 工 业 有 限公 司总 经 理 。 收 稿 日期 2 0 0 30 52 7 ； 责 任 编 辑 姚 克 ． ’’ ’ ’ ’m m m’’ m’m’m’’’’m’’’ ’’ m’’ ’’’m’’’’ mm’’m’’’’’ m’ 、 ● ． 欢 迎S T 2 0 0 1年 我 国煤矿 机械 化 生产情 况 年度报 告 ； 2 0 0 1年我国煤矿机械化生产情况年度报 告 款， 并请注明订阅份数， 收款后将寄给书和发 ； 告 收集了 2 0 0 1年我 国煤炭行业采掘机械化生产 票 。 i情况、 设备使用、 科技成果及各项技术经济指示等 联系人 贾欣哗 i ；方面数据和资料， 是煤炭生产企业和煤矿产品制 电话 0 2 1 6 4 3 8 2 3 4 4 2 8 1 0 造 厂 了解行 业 机 械 化生 产 情 况 、 帮 助 企业 决 策 的 邮编 2 0 0 0 3 0 重要工具书。 注 另备有少量历年的 我国煤矿机械化生产 i 订购办法 汇款至上海市天钥桥路 1 号 情况年度报告 ， 如有需要者， 请速联系。 i 每册价格 5 0元， 汇款时请注明订阅 年度报 维普资讯