论矿井提升机电控系统的PLC技术.pdf

电力与能源 论矿井提升机电控系统的P L C 技术 文／ 朱晓旭 摘要 本文介绍 了矿井提 升机 电控 系统的P L c 技术的发展概 况，以及分析 了P L C , J 系统的技术要求和功能。 关键词 矿井提 升机 ；电控 系统 ；P L c 技 术 中图分类号T D 5 3 文献标识码B 文章编号 1 0 0 9 9 1 6 6 2 0 1 1 0 0 1 4 C 一0 1 9 1 一O l 引言 目前 ，我 国正在服务的大多数矿井提升机电 控系统 ，主要是转子回路串电阻的交流调速系统与C M 直流调速系统 ，V M可逆调速系统 目前 已经广泛使用 ， 在加速阶段和低速运行时 ，大部分能量 转差能量以 热能的形式消耗掉了 ，因此 电控系统 的运行效率较低。 同时 ，这 种调速方 案为 了在 低同步状 态下产 生制动转 矩 ，需采用直流能耗制动方案 即动力，或采用低频 制动。但元论采用何种方式 ，总需要设置辅助电源和定 子绕组的二次切换操作 。虽然这种方案存在着调速性能 差、运行效率低、运行状态的切换死区大及调速不平滑 等缺点，这种基于P L C 技术的电控系统在我国 己 9 0 年 代已有不少的产 品通过工业运行 ，都取得了较好的运行 效果 。这些采用P L c 技术的新型 电控系统 ，都已较成功 地应用于矿井提升实践 ，并取得 了较好的运行经验 ，克 服 了传统电控 系统的缺陷 ，代表着交流矿井提 升机 电控 技术发展的趋势。 一 、矿井提升机使用P L C 电控后 出现的 问题 提升机 的某些 重要 保护 不能直接 试验 ，提升机使用 PLC 电控后 ，电控 中软件实现的某些保护 ，不能直接试 验 ，不容易像在模拟控制系统 中那样方便地调节和改变 参数 。因此 ，对过速 、限速等保护直接无法试验 。现场 技术人员不能掌握PLC I控程序，使用单位的技术管理 人 员对矿井提升机PLC 电控的 了解还处于 “ 外围”，仅 对输入、输出比较熟悉，而对PLC 电控的核心工控程序 还处于起步阶段，其技术水平不足以对所用电控的可靠 性及 安全性做 出判断 ，提升机 的运转安全 依赖 电控 厂 家。现阶段，如何从制度和程序上避免人为失误，应是 电控生产厂需要认真对待的问题 ；对提升J I L PLC电控的 安全可靠性具有判断能力，则是煤矿企业必须慎重思考 的课题。 二 、升机对 电控装置的要求 矿井提升机属往复运动的生产机械，对于单水平提升 系统，在每次提升循环中，容器的上升或下降的运动距 离是相同的；对于多水平提升系统．每次提升循环中， 容器的运动距离不一定相同。但无论哪种情况，提升机 在工作过程 中都有固定的循环运动方式 。亦即按照一定 的速度 图运转。根据提升机的运行方式和矿 山企业的固 有特点，对提升机 电控系统的要求如下 一 能够四象限运行 。只有这样 ，提升机才能根 据 负载变化及工作需要 ，按给定速度 图自动地工作在正 向或反 向、电动或制动等工作状态 。 二 要设置完善 的故障监视、安全联锁 、信号报警及 闸控 电路 ，确保 系 统安全运行。 三具有良好的调速性能。亦即静差率 小 、速度平稳 、调速范围大、调速方便等。 四工作 方式转换容易。要能够方便地进行 自动 、手动、验绳 、 调绳等工作方式的转换 。 五 要设 置准确可靠的速度 给定装置，以实现加、减速时的平稳运行。 三 、P L C 电控 系统 的主要功 能 P LC 是以微处理器为核心 ，综合 了计算机技术、 自动 控 制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的 自 动控制装置 ，具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵 活通用 、易于编程 、使用方便等优点 ，近年来在工业 自 动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了广泛 应用 。由于控制对象的复杂性 ，使用环境 的特殊性 和运 行工作的连续长期性，使得P L C 在设计、结构上具有许 多其他控制器无法相比的特点。 一可靠性高和抗干扰能力强。P L C 为了满足 “ 专 业在工业环境下应用”的要求 ，采取了如下硬件和软件 措施第一，内部采用电磁屏蔽 ，防止辐射干扰。第 二 ，采用优 良的开关电源，防止 电源线引入的干扰 。第 三 ，具有 良好的自诊断功能 ，可以对CPU等内部电路进 行检测 ，一旦 出错 ，立即报警 。第四 ，对程序及有关数 据用电池供 电进行后备，一旦断电或运行停止 ，有关状 态及信息不会丢失。第五 ，对采用的器件都进行了严格 的筛选，排除因器件问题而造成的故障。第六，采用冗 余技术进一步增强了可 陛。 二 通用性强且使 用方便 。PL C 产 品现 已系列化 和模块化 ，其配备的各种各样齐全的I ／0 模块 和配套部 件，可供用户选择使用，可以很方便地组合成能满足不 同控制要求的控制系统。用户不需要 自己设计和制作硬 件装置。 三程序设计简单且易学易懂。P Lc 主要的使用对 象是广大的电气技术人员。P LC 生产厂家考虑到这种实 际情况，一般不采用微机所用的编程语言，而采用了与 继 电器控制原理图非常相似的梯形 图语言 ，工程技术人 员学习和使用这种编程语言十分方便。 四对生产工艺改变的适用性强。P LC 实质是一种 工业控制计算机，其控制操作的功能是通过软件编程来 确定的 。当生产工艺发生变化时，不必改变P L C 的硬件 设备 ，只需改变P L C 的程序。 结语 将可编程序控制器引入矿井提升机的电控系 统 ．已在国内许多矿 山企业获得成功 ，实际应用时 ，考 虑到提升机工作环境和工作性 质的特殊性 ，应以稳定性 和可靠性 为主 。具 体做法为 选择器件时 ，要注意P L C 的抗干扰性 ；设计线路时 ．应设置冗余结构 ，采取多重 保护措施等，确保矿井提升机安全可靠运行。 作者单位 国投新集能源股份有限公司新集一矿 参考文献 [ 1 】 矿井直 流提升机计算 机控制技 术[ M】 ． 徐州 中国矿 业大学出版 社 ． 2 0 0 3 ． 【 2 】 矿井提升机械 设备【 M】 ． 徐州 中国 】 学院出版社 ． 1 9 8 7 ． 工会博览 2 0 1 1 5中旬刊 1 9 1