基于PLC控制的煤矿掘进机电控系统设计.pdf

第 1 8 卷 2 0 1 3 年 1 1 月 煤矿开采 Co a l mi n i n g T e c h n o l o g y V0 L 1 8 No 20 1 3 基于 P L C控制的煤矿掘进机电控系统设计 马 剑 刘 杰 廊坊职业技术学院 河北 廊坊 摘要 为了进一步提高煤矿掘进系统工作能力 有效控制操作故障 在使用煤矿掘进机电控 性能的同时 必须根据 P L C可编程控制器使用要求 让放大器和 P L C发挥最大功能 在降低控制设备复 杂程度的同时 方便维护工作顺利开展 减少故障 另外 P L C能及时发出报警信息 对实现故障自振 缺 相保护以及过载具有重要作用 在保障掘进机安全运行的同时 也取得了良好的成果 本文结合P L C控 制的煤矿掘进机电控制系统 对 P L C电控系统设计 工作原理以及主控系统进行了简要的探究和阐述 关键词 P L C控制 煤矿掘进机 电控系统 设计 随着我国煤矿生产能力增强以及安全生产的需 求 掘进机在煤矿生产中应用越来越广泛 并且逐步 成为不可或缺的设备 在现代化科学技术的影响下 传统的 落后 的掘进方式逐渐被机械化 先进的掘进 方式代替 在时代与生产的双重压力下 国产重型掘 进机出现 在传统的煤矿掘进机电控系统中 大多使 用继电器和接触器的系统 在大范围继电器使用中 效率低 速度慢大大影响 了整个掘进机的工作效率 P L C 可编程控制器具有稳定性好 可靠性高 在强 烈 高温环境下都能不间断 长时间运行的特点 所 以在煤矿掘进机电控制系统中被广泛应用 另外 由 于掘进机中需要配备多台电机 为了正常工作 所以 它们之间会存在一定闭锁问题 而P L C 控制则能避 免不可靠 闭锁接点多等问题 在良好的记忆功能 中 它能及时查出P L C 控制器输入信息 一 P L C电控系统设计 以及工作原理 在掘进机设备中 主要 由电控箱和开关箱组成 和照明灯 电铃 急停按钮 油位继电器 工作结构共 同组成掘进机电控系统 在液压系统和电控系统配 合 中 逐步实现各种机械作业 同时还能对油泵 超 载 绝缘 断相 截割进行保护 监控 在煤矿掘进中 为了保障电控要求 必须根据电控设备要求 将各种 信号输到P L C 中 再对特殊模块以及P L C 进行软件设 计 一 P L C 主要结构 P L C 作为新型的电子控制装置 它是在计算机 技术的基础上 对工业生产进行装置控制的形式 同 时它也是程序化设计的结果 是当今机电生产发展 的结果 P L C 主要包括 电源 C P U 存储器以及输出 输入模块 l 电源作 为煤矿掘进机 电控系统正常运行的基 础 可以直接将交流电与可编程控制器相连 C P U 又称 中央处理单元 它是整个可编程控制器的核心 每个P L C 都必须配备一个C P U C P U 是在系统设计的 基础上 对采集的数据进行处理 存储的过程 通过 分析 计算后可以直接对装置或者电路进行控制 另外 C P U 存储能力和数据处理进程最P L C 公正效 率具有重要影响 例如 工作容量 控制规模 工作速 度等 都是不可缺少的参数 在输出输入模块中 作为所需控制电路与可编 程控制器的连接模块 主要包括开关量输 出 输入 模拟量输出 输入等 在存储器中 主要包括用户程 序和系统程序存储器 系统存储主管系统软件 用户 存储管理用户使用的软件 可编程控制器的功能主 义包括 限时 条件 步进 联网 通信 数模 模数转 换回 等 限时控制可以为控制器提供多个定时器 在 指令设定的过程中 拥有便利的改动 调动工序 条 件控制 是对可编程控制器进行指令设置 它可以对 继电器串联 并联或者串并联进行处理 随着科学 技术 的快速发展 机电一体化应用范 围越来越广 在工业生产中 为了促进煤矿掘进机电控系统发展 基于P L C 控制的机电一体化在煤矿生产 中应用范围 变得更加合理 科学 二 P L C 电控系统设计 在硬件设计中 P L C 控制根据信号控制主回路 采集中的通断控制故障状态或者综合保护显示 主 要包括 主腔门盖 回路单元 操作箱以及接线箱等 作者简介 马剑 1 9 8 0 一 男 河北廊坊 本科 讲师 廊坊职业技术学院 研究方向 电气工程与 自 动化 刘杰 1 9 7 5 一 女 河北廊坊 本科 讲师 廊坊职业技术学院 研究方向 电气自 动化与检测 1 8 6 第l 8 卷 2 0 1 3 年 1 1 月 煤矿开采 C o a l mi n i n g T e c h n o l o g y V0 1 1 8 NO o 2 0 1 3 主腔 门盖 3 1 主要包括 s P u 稳压 电源 P L C 可 编程控制系统 s 传感器 R 继电器 E M 扩展模块 R P B 中继电源板等相关部件 布置框架如图一所示 图一主腔 门盖构件示意图 操作箱主要由万能开关 显示屏以及行程开关 构成 它的原理如图二所示 最后 主回路单元则由 真空交流接触元件构成 进而保障电控机电路分断 和闭合 有效控制变压器 熔断器互感器以及换相开 关等 图二操作箱原理 示意 图 二 工作原理 煤矿掘进机的电控系统由P L C 完成 也就是完 成控制信号采集 在通断控制的同时 显示故障产生 时的故障状态以及综合保护 1 主回路 交流 电压主 回路通过换相开关隔离 将其分成 两路 一路主管F U 1 熔断器到变换器控制的T 1 rI 2 另外一路则是转载电动机 截割 油泵提供的电源状 况 油泵电动机通常以真空接触器作为开关 由R C 1 电压保护吸收主回路电压 通过S e n s o r s l I 和C T 1 A C T 1 C 为模拟量提供对应的电流信号 在正确判断电 流工作状况的同时 对其进行断相 短路 过载保护 在电动机截割 中 通常以V A C C 2 接触器作为开 关 用电压保护器R C 2 作为具体的电压操作程序 通 过S e n s o r s 2 I 和C T 2 A C T 2 C 为A I 2 模块提供信号 从 而正确的判断出过载和电流 在电动机转载电路 中 通常以V A C C 3 接触器作为开关 R C 3 吸收回路电压 通过S e n s o r s 3 I 和C T 3 A C T 3 C 为A I 3 提供信号 进而 实现断相 短路和过载保护 2 保护回路 在P L C 控制的煤矿掘进机电控制系统中 保护 回路又称漏电检测 在油泵回路中 主要由漏电闭 锁 电源板 传感器等相关元件组成 再将漏电信号 传人模拟量 进行漏电保护 照明漏电保护则由 L D 卜 2 4 插件 4 组成 回路正常时 常闭接点闭合 继 电器得电吸合 最后再送 出照明电源 当整个回路 出现漏电现象时 插件接点就会闭合 在显示屏显示