论矿井提升机电控系统的PLC技术
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摘要：本文介绍了矿井提升机电控系统的PLC技术的发展概况、以及分析了PLC控制系统的技术要求和功能。
关键词：矿井提升机；电控系统；PLC技术
中图分类号：TD53 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）0014(C)-0191-01
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PLC技术的电控系统在我国20世纪90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PLC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PLC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工控程序，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；对提升机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、PLC电控系统的主要功能
PLC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PLC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。PLC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靠性。
（二）通用性强且使用方便。PLC产品现已系列化和模块化，其配备的各种各样齐全的I／O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。PLC主要的使用对象是广大的电气技术人员。PLC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。PLC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PLC的硬件设备，只需改变PLC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PLC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.2003.
[2]矿井提升机械设备[M].徐州:中国矿业学院出版社.1987.
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