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[摘 要]本文从皮带运输机结构、原理等方面进行详细的分析，阐述了PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用前景，并主运输皮带监控系统组态要求。
[关键词]PLC；矿井皮带运输；应用
中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0024-01
皮带运输机又称带式输送机，既是一种连续运输机械，也是一种通用机械。皮带运输机被广泛应用在港口、电厂、钢铁企业、水泥、粮食及轻工业的生产线。既可运送散状物料，也可运送成件物品。可编程逻辑控制器（PLC）是20世纪80年代发展起来的新一代工业控制装置，是自动集中控制、计算机和通信技术相结合的产物，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。目前，PLC 始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。
1 皮带运输机结构分析
皮带运输是煤矿井下生产常用的一种运输方式.目前在技术角度上来说已经取得了一定的成果.常见的主要有顺槽可伸缩式皮带运输机以及大倾角长距离皮带运输机等，现在已经得了广泛的应用。其中，皮带运输机是影响整个系统运行的关键因素.对于其性能的衡量.一般都是选择从运输距离、带速、运输量以及驱动总功率等指标来进行研究评估。整个煤矿井下皮带运输结构主要包括控制系统、保护装置以及皮带运输机。
（1）控制系统
且前我国煤矿井下皮带运输系统虽然也利用了PLC来进行控制，但是在实际应用上还存在很大的局限性，仅仅停留在电子图版方面，与国外发达国家的应用效果存在很大的差距.还需要就控制系统中存储、计算以及逻辑推理等方面进行更为深入的研究。
（2）保护装置
从皮带运输的整体运行效果上来看，系统的保护装置技术还比较落后，只能完成最基本的防跑偏、堆煤、防打滑以及超温洒水等操作，在运行安全性与灵敏性等方面还存在严重的不足。针对此种情况.需要积极吸取国外急停闭锁开关、控制运输带纵向撕裂以及滚筒温度控制等方面专业技术，不断提高保护装置的运行效果。
（3）皮带运输机
目前煤矿生产中选择利用的皮带运输机种类比较少.再加上煤矿生产环境的特殊性，在实际应用过程中.存在众多因素影响降低了皮带运输机的运行效率。想要在整体上提高其运行效果.更进一步促进煤矿生产效率.就需要更深层次的对其进行研究.尤其是要做好特殊型专用皮带运输机的研究发展.
2 PLC运行原理分析
（1）系统结构分析
PLC在煤矿井下皮带运输电控系统中的应用.分别采用操作PLC与保护PLC来完成各项操作、并通过电缆连接工程一个MPI网络.其中，操作PLC模块部分主要由1个电源模块与一个CPU模块.3个输入与1个输出模块组成.以此配置来完成对PLC保护柜与上位机传送信号的接收与输入，然后根据逻辑控制操作面板中指示灯显示情况，来将其中一部分输人与输出信号传送给PLC保护柜.并将其余部分信息传送到上位机Ⅲ。当PLC与上位机处于正常通信状态时.操作台中继电器会处于封闭状态.相反的如果PLC与上位机处于通信中断状态时，则操作台中继电器会开启.保证接点信号可以输入PLC.并取代上位机信号。另外，保护PLC模块主要由将1个电源模块，1个CPU模块，2个输入与输出模块组成.此种结构组成来完成PLC传送信号的接收与输入.并以逻辑控制继电器动作为依据.将所有输入与输出信号传送到操作PLC中。
（2）系统运行原理
将PLC系统应用到煤矿井下皮带运输中。需要对煤矿生产环境的特殊性进行综合分析.PLC输入与输出应采用12路隔离设备进行信号隔离，并切阻性采用250V/5A接点容量。另外，为确保PLC控制皮带运输距离长度可以满足实际生产需要.应将PLC输出容量适当的调大.并利用转换板与隔离板实现信号的隔离与放大.以此来实现控制距离的转换。另外，选择利用隔离电路来带动PLC控制设备，即便是设备在运输过程中出现故障，对PLC系统造成的影响也比较小，不会产生直接性的损坏。这样不仅可以提高煤矿井下运输的安全性，同时还可以延长设备的使用年限。
3 PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用
煤矿皮带运输系统中共有两个通过Control Net网络扩展的机架，且容量可以根据需要
进行扩展。数字量输入模块采用16点独立绝缘模块IM16I。数字量输出采用 16点独立绝缘输出模块OW16I。模拟量输入采用16通道模拟量输入模块IF16，该模块可以接受单端模式下16通道的模拟量输入、差动模式下8通道模拟量输入、高速模式下的4通道模拟量输入。模拟量输出模块采用8通道电流电压输出模块。由于煤矿井下具有的特殊环境以及要求对电气线路进行保护，实现控制元件需配备转换以及隔离电路等，无电位接点16路本安开关量信号转换成非安无单位接点输出；PLC在输入或者输出时必须有隔离设施，同时隔离数一般为 16路，接点容量为250A/5A。为使PLC能够延长其控制距离，就扩大其PLC输出时的容量，这时就需要配置隔离板以及转换板等，从而实现其信号隔离以及放大等，最大限度的实现其控制距离。
PLC在皮带运输系统中的工作原理为，整个皮带运输系统都是由罗克佳华PLC按设定好的程序运行，四台启动柜由PLC发出的合闸命令给PLC控制柜的四个合闸中间继电器，他们的常开点串接在启动柜的合闸回路中，动作后由其自保点构成合闸回路，合闸后真空断路器的辅助触点给PLC一个运行返回信号，在预先设好的时间里PLC接收不到返回点的信号后就认为启动柜故障。同时操作台主屏显示主电机返回故障，同理停机由其控制的分闸继电器控制，PLC柜与组合开关和拉紧装置通过CONTROLNET电缆连接，控制剩余辅助电机。同理给了PLC柜返回点信号，各台驱动配备各自分站，分别采集主电机三相电流，三相绕组温度，前后轴温度，减速器压力返回，温度返回，液力耦合器压力返回，速度返回等。起车前先进行预警，控制对沿线皮带保护进行检测，若保護正常则其主电机输出点给皮带运行返回信号允许起车，否则不能起车，程序里设有张紧返回，三相功率平衡保护等。根据PLC控制器所表现的情况，在很大程度上提高了工作效率，减少了工人的劳动量，缩短了工作时间。
4 主运输皮带监控系统组态要求
监视功能的系统处于某种工作方式下，系统有对设备的状态和参数进行实时监测的功能。组态软件在实时数据库中采集的数据记录，把数据的变化用动画方式表示出来，监测信号的设置是根据系统控制需要，保护设备安全需要及历史数据查询需要系统主要显示状态等。
通过和PLC实现数据交换实现上位机的控制功能。控制方式发生变化，系统自动运行在一定的状态，系统设置手动和自动切换功能，在上位机上实现系统参数的设置，PLC作为终端控制设备对现场的大量数据进行处理，执行相应的程序。PLC与上位机将处理的结果及现场检测传送到PLC的信号传送至上位机，使系统值班人员及管理者能实时掌握系统工作状态。报表及打印功能，系统能实现各种监控参数如历史数据、报警记录以及系统历史运行状况的报表自动生成，各种监控参数的指定区段数据打印，各种监控参数的报表打印，异常状态及控制行为的报表打印。
5 结语
皮带运输机是煤矿开采中不可或缺的运输设备，在整个煤矿生产中起着保证生产安全、高效的重要作用，随着煤炭产业的不断发展，皮带运输机也要不断革新，利用自动化控制技术，提高运输机的运输效率，不断增加煤矿井作业的科学技术含量，增强煤炭企业的发展实力，而这需要煤矿井工作人员的不断努力探索和研究。
[关键词]PLC；矿井皮带运输；应用
中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0024-01
皮带运输机又称带式输送机，既是一种连续运输机械，也是一种通用机械。皮带运输机被广泛应用在港口、电厂、钢铁企业、水泥、粮食及轻工业的生产线。既可运送散状物料，也可运送成件物品。可编程逻辑控制器（PLC）是20世纪80年代发展起来的新一代工业控制装置，是自动集中控制、计算机和通信技术相结合的产物，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。目前，PLC 始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。
1 皮带运输机结构分析
皮带运输是煤矿井下生产常用的一种运输方式.目前在技术角度上来说已经取得了一定的成果.常见的主要有顺槽可伸缩式皮带运输机以及大倾角长距离皮带运输机等，现在已经得了广泛的应用。其中，皮带运输机是影响整个系统运行的关键因素.对于其性能的衡量.一般都是选择从运输距离、带速、运输量以及驱动总功率等指标来进行研究评估。整个煤矿井下皮带运输结构主要包括控制系统、保护装置以及皮带运输机。
（1）控制系统
且前我国煤矿井下皮带运输系统虽然也利用了PLC来进行控制，但是在实际应用上还存在很大的局限性，仅仅停留在电子图版方面，与国外发达国家的应用效果存在很大的差距.还需要就控制系统中存储、计算以及逻辑推理等方面进行更为深入的研究。
（2）保护装置
从皮带运输的整体运行效果上来看，系统的保护装置技术还比较落后，只能完成最基本的防跑偏、堆煤、防打滑以及超温洒水等操作，在运行安全性与灵敏性等方面还存在严重的不足。针对此种情况.需要积极吸取国外急停闭锁开关、控制运输带纵向撕裂以及滚筒温度控制等方面专业技术，不断提高保护装置的运行效果。
（3）皮带运输机
目前煤矿生产中选择利用的皮带运输机种类比较少.再加上煤矿生产环境的特殊性，在实际应用过程中.存在众多因素影响降低了皮带运输机的运行效率。想要在整体上提高其运行效果.更进一步促进煤矿生产效率.就需要更深层次的对其进行研究.尤其是要做好特殊型专用皮带运输机的研究发展.
2 PLC运行原理分析
（1）系统结构分析
PLC在煤矿井下皮带运输电控系统中的应用.分别采用操作PLC与保护PLC来完成各项操作、并通过电缆连接工程一个MPI网络.其中，操作PLC模块部分主要由1个电源模块与一个CPU模块.3个输入与1个输出模块组成.以此配置来完成对PLC保护柜与上位机传送信号的接收与输入，然后根据逻辑控制操作面板中指示灯显示情况，来将其中一部分输人与输出信号传送给PLC保护柜.并将其余部分信息传送到上位机Ⅲ。当PLC与上位机处于正常通信状态时.操作台中继电器会处于封闭状态.相反的如果PLC与上位机处于通信中断状态时，则操作台中继电器会开启.保证接点信号可以输入PLC.并取代上位机信号。另外，保护PLC模块主要由将1个电源模块，1个CPU模块，2个输入与输出模块组成.此种结构组成来完成PLC传送信号的接收与输入.并以逻辑控制继电器动作为依据.将所有输入与输出信号传送到操作PLC中。
（2）系统运行原理
将PLC系统应用到煤矿井下皮带运输中。需要对煤矿生产环境的特殊性进行综合分析.PLC输入与输出应采用12路隔离设备进行信号隔离，并切阻性采用250V/5A接点容量。另外，为确保PLC控制皮带运输距离长度可以满足实际生产需要.应将PLC输出容量适当的调大.并利用转换板与隔离板实现信号的隔离与放大.以此来实现控制距离的转换。另外，选择利用隔离电路来带动PLC控制设备，即便是设备在运输过程中出现故障，对PLC系统造成的影响也比较小，不会产生直接性的损坏。这样不仅可以提高煤矿井下运输的安全性，同时还可以延长设备的使用年限。
3 PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用
煤矿皮带运输系统中共有两个通过Control Net网络扩展的机架，且容量可以根据需要
进行扩展。数字量输入模块采用16点独立绝缘模块IM16I。数字量输出采用 16点独立绝缘输出模块OW16I。模拟量输入采用16通道模拟量输入模块IF16，该模块可以接受单端模式下16通道的模拟量输入、差动模式下8通道模拟量输入、高速模式下的4通道模拟量输入。模拟量输出模块采用8通道电流电压输出模块。由于煤矿井下具有的特殊环境以及要求对电气线路进行保护，实现控制元件需配备转换以及隔离电路等，无电位接点16路本安开关量信号转换成非安无单位接点输出；PLC在输入或者输出时必须有隔离设施，同时隔离数一般为 16路，接点容量为250A/5A。为使PLC能够延长其控制距离，就扩大其PLC输出时的容量，这时就需要配置隔离板以及转换板等，从而实现其信号隔离以及放大等，最大限度的实现其控制距离。
PLC在皮带运输系统中的工作原理为，整个皮带运输系统都是由罗克佳华PLC按设定好的程序运行，四台启动柜由PLC发出的合闸命令给PLC控制柜的四个合闸中间继电器，他们的常开点串接在启动柜的合闸回路中，动作后由其自保点构成合闸回路，合闸后真空断路器的辅助触点给PLC一个运行返回信号，在预先设好的时间里PLC接收不到返回点的信号后就认为启动柜故障。同时操作台主屏显示主电机返回故障，同理停机由其控制的分闸继电器控制，PLC柜与组合开关和拉紧装置通过CONTROLNET电缆连接，控制剩余辅助电机。同理给了PLC柜返回点信号，各台驱动配备各自分站，分别采集主电机三相电流，三相绕组温度，前后轴温度，减速器压力返回，温度返回，液力耦合器压力返回，速度返回等。起车前先进行预警，控制对沿线皮带保护进行检测，若保護正常则其主电机输出点给皮带运行返回信号允许起车，否则不能起车，程序里设有张紧返回，三相功率平衡保护等。根据PLC控制器所表现的情况，在很大程度上提高了工作效率，减少了工人的劳动量，缩短了工作时间。
4 主运输皮带监控系统组态要求
监视功能的系统处于某种工作方式下，系统有对设备的状态和参数进行实时监测的功能。组态软件在实时数据库中采集的数据记录，把数据的变化用动画方式表示出来，监测信号的设置是根据系统控制需要，保护设备安全需要及历史数据查询需要系统主要显示状态等。
通过和PLC实现数据交换实现上位机的控制功能。控制方式发生变化，系统自动运行在一定的状态，系统设置手动和自动切换功能，在上位机上实现系统参数的设置，PLC作为终端控制设备对现场的大量数据进行处理，执行相应的程序。PLC与上位机将处理的结果及现场检测传送到PLC的信号传送至上位机，使系统值班人员及管理者能实时掌握系统工作状态。报表及打印功能，系统能实现各种监控参数如历史数据、报警记录以及系统历史运行状况的报表自动生成，各种监控参数的指定区段数据打印，各种监控参数的报表打印，异常状态及控制行为的报表打印。
5 结语
皮带运输机是煤矿开采中不可或缺的运输设备，在整个煤矿生产中起着保证生产安全、高效的重要作用，随着煤炭产业的不断发展，皮带运输机也要不断革新，利用自动化控制技术，提高运输机的运输效率，不断增加煤矿井作业的科学技术含量，增强煤炭企业的发展实力，而这需要煤矿井工作人员的不断努力探索和研究。