谈PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用

2022-10-11

煤矿生产作业期间煤炭资源的运输需依托于皮带运输设备的应用,作为提升煤矿作业效率基础设备,皮带运输设备具备速度快、距离长、运输量大等优势特点,是现阶段煤矿企业生产作业期间必不可少的基础设备。而得益于我国科学技术发展迅猛,PLC技术被广泛应用于煤矿开采行业中,通过与皮带运输设备的有机融合,进一步提升皮带运输设备运行稳定性、安全性以及经济性,进一步为煤矿企业创造更大经济效益。

1.PLC技术概述

(1)PLC技术发展历程

纵观现阶段PLC技术的应用,虽然该技术诞生时间尚短,但是该技术发展趋势较为迅猛,PLC技术与煤矿生产作业的融合,为全世界煤矿事业的发展提供巨大助力。1969年,美国首次研发出第一个可编程逻辑控制器,其主要研究目的在于对煤炭运输系统创新与突破,以期对原有继电器控制程度的技术,真正做到对煤矿运输事业的创新性突破。但是因PLC技术刚诞生不久,所以在各方面都尚未发展成熟,PLC技术的应用仅停留在对计时、计数功能的体现。而随着社会的迅猛发展,20世纪70年PLC技术与微电子技术融合,借助微型计算机实现对PLC技术功能的拓展[1]。自此以后,PLC技术的功能与价值得到不断开发与挖掘,进一步为煤矿运输事业的发展贡献巨大助力。

(2)PLC技术工作原理分析

PLC技术工作原理相对简单,该技术核心为电子系统装置,具备数字运算操作能力,适用于各种工业现场。该技术具有可编程的存储器,所以可以执行逻辑运算、计数、顺序通知、定时、算数运算等操作指令。针对各类生产机械的控制,则是运用不同的模拟、数字式输入、输出接口,确保其机械生产过程得到科学、有效控制。PLC技术的应用其实是继电接触控技术与微机技术的相互结合,在具体应用过程中有效消除传统继电控制技术中可靠性低、通用性低、接线复杂、功耗低、灵活性差等问题,并充分发挥出微电子技术所具备的优势[2]。此外,考虑到机械操作人员素质能力的差异,在程序编程过程中,不需要操作人员具备专业变成语言知识,通过对继电器梯形的应用,实现程序编程仅需依靠简单指令,提升程序编程的灵活性、简单性以及直观性。

2.皮带运输系统中PLC技术应用

(1)项目分析

某煤矿项目生产作业环境较为复杂,为满足具体生产运输需求,人机交互界面的构建依托于计算机与CPU315PLC技术,结合保护传感器的应用,构建完善且科学的皮带运输系统,该系统结构功能如图1所示。

在具体运输作业期间,皮带运输系统的应用功能包括: ①该皮带运输系统应用西门子PLC控制器,输入与输出线路分别有32路。系统具备较为拓展能力与可靠性,运行期间不易受到干扰,并且系统维护作业简单灵活,适用于该煤矿项目复杂的地质环境。②依照规定标准要求,将保护传感器应用于皮带运输机,确保皮带运输系统在启停、运行过程中有着较高安全性保障。③在具体运行期间,若产生突发情况,PLC控制系统可以及时对系统运行参数合理调整与修改,保障系统的稳定运行,并且修改操作执行简单。④相关工作人员通过电脑显示即可明确掌握煤矿现场具体煤炭资源运输情况,实现对皮带运输系统的整体性、集中性控制。 ⑤运输系统具备自动检测功能,实现运行期间自动检测运输系统产生的故障信号,以便于工作人员第一时间明确系统具体故障所在及其产生原因,通过及时解决避免运行期间故障严重对皮带运输系统运行产生影响[3]。

(2)软件程序设计

皮带运输系统程序是借助计算机进行软件编程,然后在PLC内部输入编程后的程序。接着,在设备调试阶段,结合具体情况及其要求合理调整设备运行参数,确保PLC皮带运输系统运行满足具体生产需求。在实际编程中,依托于计算机的应用,利用WinCC、SIMATIC等软件进行编程操作,而PLC与计算机之间的连接需要借助Profibus电缆,达到无障碍通信的目的。该电缆的应用具备屏蔽功能,共有红色、绿色两根数据线,在连接过程中,绿色数据线连接DP接口的管脚8;红色数据线连接管脚3。

(3)控制方法

PLC皮带运输系统控制方式包括手动控制、自动控制以及检修方式三种,在运行期间可以结合对具体情况分析选择合适的控制方式。针对自动控制的应用,主要控制任务为皮带运输设备的正常运行、启停以及紧急停车等任务。在自动控制期间,产生的数据资料会被保护装置收集,然后依据PLC对采集数据信号分析处理,最终得出精准的判断,并发出启停、紧急停车等指令,达到皮带运输系统自动控制的目的[4]。针对手动控制方式的应用,主要任务是进行人为的皮带运输设备停止、启动、急停等操作。针对检修方式应用,主要是停止对保护装置的运行,并在此期间开展设备养护、维护、调试等工作。而在实际调试过程中,维修人员可以对皮带运输系统中某个单个的设备单独启动,以此提升设备检修维护效果。

(4)保护功能

PLC皮带运输系统中涉及到温度传感器、纵撕传感器、烟雾传感器、速度传感器等原件的设置,并构成外部保护系统,起到皮带运输设备保护的作用。PLC控制器与上述传感器元件全部连接,运行期间一旦传感器检测到异常信号,会第一时间发送至PLC控制器中,PLC控制器依据对异常信号的分析,进一步发出操作指令,例如故障信号、警报信号的发出,提示皮带运输系统运行过程中出现异常现象。此时相关人员会依据PLC系统发出的异常情况而组织开展排查,实现对问题的有效发现和消除,提高皮带运输系统运行的安全性与稳定性[5]。

(5)效益分析

该煤矿项目自应用PLC皮带运输系统后,皮带运输系统运行故障产生几率大幅度降低,保障了皮带运输设备运行的稳定性与安全性,提升皮带运输系统运行效率,故而帮助企业有效降低煤矿作业成本。同时,借助自动控制、检修控制以及手动控制方式的应用,有效提升皮带运输系统运行效率,降低人员工作量,帮助企业合理缩减人员投入成本,实现企业获取更高的经济利润。另外,PLC皮带运输控制系统具备扩展与组网功能,意味着在以后煤矿生产作业中,可以进行先进设备与技术的合理添加,无需因皮带运输系统无法满足煤矿企业具体生产需求而重新更换系统设备,提升煤矿运输事业的智能化、自动化,降低企业生产成本,创造更大的经济效益。

3.PLC皮带运输控制系统应用注意事项

经大量实践研究表明,PLC皮带运输控制系统的应用会受到煤矿工作环境、监控监管、信息处理、干扰等方面的直接影响,所以在具体使用期间需要注意以下事项,避免PLC控制系统的稳定运行受到影响。

(1)工作环境

需注意,尽可能保持PLC控制系统运行环境温度在0～ 55℃之间,避免因温度过高对PLC控制系统元件产生影响。在具体安装期间,注重对周围环境因素的分析,尽可能避免相关元件的安装处于高温度环境或者是高热量环境。与此同时,为PLC控制系统运行营造良好通风环境,提升PLC控制系统散热性能。此外,结合具体情况为PLC控制系统设置减震装置,实现对PLC控制系统运行稳定性与可靠性的提升。

(2)干扰方面

电磁干扰会直接影响到PLC控制系统的运行,现阶段影响到PLC系统运行的干扰信号具体包括变频器干扰、强电干扰以及信号线干扰等。鉴于此,必须注重对PLC控制性系统抗干扰能力的提升,结合变压器隔离、电源合理处理、输出电抗其等措施的应用,进一步提升PLC皮带运输系统抗干扰能力。

4.结束语

综上所述,虽然现阶段皮带运输系统与PLC技术的融合进一步提升皮带运输运行的稳定性与安全性,实现对煤矿企业生产效率的提升。但是在具体应用期间仍尚存些许不足与劣势,需要注重对PLC技术不断深入研究与开发,确保皮带运输系统的应用满足煤矿生产作业具体需求。

摘要：作为现阶段煤矿生产作业中常用设备,煤矿皮带运输设备运行有效性关乎到煤矿整体生产作业开展效果,并影响到煤矿的生产安全。而借助PLC技术的应用,构建智能化、自动化皮带运输控制系统,可以进一步掌握皮带运输设备运行稳定性与安全性,提升皮带运输设备管理有效性。鉴于此,本文针对皮带运输系统中PLC技术的应用进行探析。

关键词：PLC技术,应用,功能,皮带运输系统