浅谈矿井提升机PLC电控的应用.pdf

科 技 创 新 2 0 1 3 年 第1 4 期 』 科技创新与应用 浅谈矿井提升机 P L C电控的应用 郭媛媛 晋煤集团金鼎煤机矿业有限责任公司， 山西 晋城 0 4 8 0 0 6 摘要 矿井提 升机作为材料和人 员的运输工具 ， 是矿 井生产必不可少的机械设备 ， 如何控制好矿 井提升机的工作是研 究的关键 技术。文章对P L C电控系统在矿井提升机中的构成做 了简要分析， 详细介绍了P L C电控系统的基本工作回路与线路动作。最后 分析 了 P L C电控 系统 的发展前景。 关键词 矿井生产； 提升机 ； P L C电控 系统 1引言 提升机是一种大型提升机械设备，一般用的比较多的是矿井提升 机， 它起到地面与井内输送桥梁的作用。它也被称为矿井的“ 咽喉” [11 ， 因 为只有它在井筒内无故障、 稳定的运行才可以保障生产人员的安全。 传 统的矿井提升机控制系统多数采用继电器 接触器组成的控制系统， 这 种控制系统存在的缺点比较多， 比如可维护『生 差等， 显然它已经不能适 应现代矿业发展的需要。 因此， 传统的继电器控制系统将会渐渐退出历 史舞台， 取而代之将会是P L C 逻辑控制系统。 2矿井提升机 P L C电控系统的构成 P L C电控矿井提升机一般是由五部分构成 日 第一部分是主电路 主要实现矿井提升机的主电路系统 ， 包括电动机 、 制动系统等 、 主控 P L C电路 主要实现 P L C电控系统内部电路 、 提升行程检测与显示电 路 主要实现提升机 的实时位置检测与主画面的显示 、 提升速度检测 主要实现提升机速度检测 、 提升信号电路 主要实现提升机接收启动 或停车信号 。 P L C电控矿机提升机系统结构图观 图 1 。 其中控制主站为 P L C ， 从 站为数字深度指示系统、直流调速装置系统以及各部分的信号传输系 统。矿井提升机P L C电控系统的硬件构成如表 1 。 3矿井提升机 P L C电控系统的应用 3 ． 1 P L C控制技术的工作过程 P L C对用户程序的扫描过程可以分为三个阶段 1 输入采样阶 段。P L C以扫描方式依次地读人所有输入状态和数据， 并将它们存入I ， O映象区中的相应的存储单元内。 2 程序执行阶段。 在用户程序执行阶 段， P L C总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 梯形图 。在扫描 每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线 路， 并按先左后右、 先上后下的顺序对 由触点构成的控制线路进行逻辑 运算 ， 然后根据逻辑运算的结果 ， 刷新该逻辑线圈在系统 R A M存储 区 中对应位的状态 ；或者刷新该输出线圈在 I ／ O映象区中对应位的状态 ； 或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 3 输出刷新阶 段。P L C扫描完用户程序后会刷新所有的数据， 然后经过输出电路驱动 响应的外置设备， 在这里就是驱动提升机主电机做出相应的动作。 3 ．2矿井提升机 P L C电控系统的基本工作回路 在实际应用 中， P L C电控系统主要包括主回路、 安全 回路 、 测速 回 路、 控制回路、 辅助回路和位置检测回路六个回路。下面详述各个回路 的工作原理 1 主回路。 主回路又包括定子回路和转子回路。 其中定子 回路的作用是在提升机线路发生短路、 过负荷和欠电压时起到保护的 功能； 转子回路的作用是在提升机运行过程中， 按电流、 时间原则分段 切除转子外接电阻来改变动机的起动和制动特陛， 以满足速度的要求 。 2 安全回路。 起到安全保护的作用， 主要有连锁和线路安全保护等。 3 图 1矿井提升机 系统结构图 图 2 P L C电控工作原理 表 1矿井提升机 P L C电控系统的硬件构成 测速回路。 矿井提升机工作时大部分时间是以恒定的速度运行的， 此时 调节串与测速机励磁绕组中的可调电阻 将会使他励直流测速发电机 的输出电压保持在 2 2 0 V D C ， 提升机运行正常。P L C 对电控系统的监控 功能就是通过测速回路测得的速度信号来实现的。 4 控制回路。控制 回路的工作原理女 I1 图2 。 控制回路是整个电控系统相对比较重要的个 回路， 控制 回路的作用是根据提升机爬行、 加速 、 匀速、 减速、 爬行、 停车 以及安全保护的设计要求 ， 相应改变电控系统的工作状态， 实现必要的 电气连锁和保护功能。 5 辅助回路。 辅助回路} 黾 供润滑油泵电源、 液压 油泵电源、 P L C电源、 磁开关电源等。 6 位置检测回路。 位置检测回路主 要用来检测提升机的位置， 它的检测绝对误差精度需要小于 l e m 。 3 ．3矿井提升机 P L C电控系统的线路动作 矿井提升机系统的运行方式有很多种，有正常状态下如何操作运 行， 也有故障状态下如何操作运行， 文章主要介绍一种最常用的运行方 式，即等待开车- 行加速运行恒速运行减速运行_ 行停车。 3 ．3 ． 1等待开车。首先 ， 司机确认主令手柄在零位电控系统 ， 否则接 受不到开车信号。然后， 当井口信号员发出开车信号时， 司机启动润滑 油泵和液压油泵，等待润滑油压力超过电接点压力表上最低设定油压 值。确保无故障时允许司机开车，否则必须等待维修人员排除故障之 后 ， 司机按故障复位按钮复位 P L C所记 的故障之后再重复以上步骤。 3 ．3 ．2爬行力 II 速。 提升机启 动后， 司机在保证提升机运行稳定的前提 下通过缓慢推动主令控制器手柄使得继电器合闸， 继而提升机速度得 到提升。 3 ． 3 - 3恒速运行。提升机速度达到恒速时， 控制线路不发生变化。 3 ． 3 ．4减速运行。 司机实时观测提升机的运行位置， 当满足减速要求 时， 操作台减速灯会提示司机进入减速阶段。在提升机减速阶段时， 司 机可以选择两种操作方式 第一种， 保持主电机高压电源， 司机根据提 升机的实际运行状态缓慢的将主令控制器手柄 向下拉 ，使提升机运行 速度逐渐下降； 第二种， 断开主电机高压电源， 此时提升机主电机处于 断电状态， 它会在惯f生的作用下继续运行， 在外力的作用下它会缓慢的 减速。 3 ． 3 ．5爬行停车。司机观测提升机的位置 ， 当满足停车要求时， 司机 需要把主令控制器手柄回零 ， 继而达到停车 目的。 4结束语 就 目 前市场调研分析显示 ，我国未来几年在煤矿等工业领域预计 将会引进大型或特大型矿井提升机，而大型矿井提升机必然对其控制 精度要求甚高。通过使用P L C电控矿井提升机可以有效解决普通提升 机提升l生 能差、 控制精度低的钝 。 并且采用P L C 逻辑控制器所实现的 控制回路具有灵’活眭强、 故障显示清晰、 可维护性高等优点， 具有进一 步研究的意义。 参考 文献 [ 1 ] 赵占区． P L C电控矿井提升机的应用与思考 【 J ] ． 科技传播， 2 m2 6 l1 8 1 1 9． f 2 1 李玉林． 新型矿井提升机控制系统的设计【 J j ． 煤矿机械， 2 0 0 9 ， 3 3 O 30 3 2 ． f 3 1 陈良． 浅谈P L C控制技术在矿井提升中的应用叨． 中国新技术新产品， 2 m2 8 1 7 ． 一 6 9