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采用PLC技术实现煤矿井下胶带输送机自动控制及软启动
发布时间：2013-10-25 08:45 来源：未知
0、引言
随着采掘技术的发展，煤矿井下胶带输送机的使用范围大大增加，不但运输量大，而且运输距离长，其安全性、稳定性、经济性十分重要，要求选用的控制系统应功能强大、运行稳定、灵敏、可靠。
PLC可编程控制器，以其结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程使用、维护方便等特点，可保证整个系统的稳定运行。
1、系统控制要求及工作原理
三河口矿业有限公司拟采用PLC控制胶带输送机。该输送机系统运输量为420 t／h，运行速度为205 m/s，配备两台660 V、160 kW电动机，两台功率140～320 kW调速型液力偶合器，运输距离为740 m。PLC控制系统应实现以下功能：
(1)与现用井下的各种�；ぜ嫒荩�
(2)可通过控制可调速型液力偶合器软启动、软制动井下胶带输送机；
(3)实时显示各种运行状态参数；
(4)实现故障自诊断，声光报警；
(5)实现手动一自动任意切换；
(6)与前台胶带输送机联锁。
控制系统硬件结构图如图1所示。
根据控制功能、输入／输出点数要求选择ST-200型PLC，它的输入点为24个，输出点为16个，同时需配备两个8点数字量I/O输入�？�2×8=16点，一个四输入模拟量扩展�？�。
由于煤矿井下环境的特殊性以及现场保护、传感器、控制元件所用的信号容量，需要配备转换与隔离电路：24路本安开关量信号（无电位接点）转换成非安无电位接点输出，接点容量为250 V／5 A（阻性）；6路非安开关量信号（无电位接点），转换成本安无电位接点输出，接点容量为250 V/5 A(阻性)；PLC输入／输出，均有隔离措施，隔离的数为12路，接点容量为250 V／5 A（阻性）。
通过配置转换板、隔离板，完成信号隔离、转换与放大，使PLC控制距离大大延长，扩大了PLC输出时的容量。用PLC通过隔离电路直接带动所控制的设备，减少了设备中间环节，提高了可靠性。另外，配置了转换器、隔离板后，当外围设备出现故障，造成短路或串入高压时，不会直接损坏PLC，保证主机安全，提高了整个系统的可靠性和使用寿命。
PLC输入／输出端口配置见表1，PLC控制系统软件流程方框图如图2所示。
在上述分析基础上，编写PLC控制系统的梯形图和控制程序。投入运行后，发现由于所控胶带输送机是上运胶带，在带载急停车后自动开车时，电机经常过载无法正常启动。由分析知，只有实现井下胶带输送机的软启动才能解决这一问题。因此对加载程序进行了修改，延长了加载时间，减小了主电机电流，实现了软启动。
PLC还可实现两台电机的功率平衡，途径如下：把两台主电机的电流信号送人PLC，由PLC对两台主电机的电信号进行对比。当两电流信号相差较大，如超过规定范围时，PLC进行调整，此时胶带运行速度如在正常范围，说明电机电流小的那台输出速度慢，应加速，PLC启动此液力偶合器的伺服电机（点动）加载后，再比对两台电机电流值，直到两电机电流差在合理范围时停止；当两台电机电流差值超出正常范围，胶带运输速度超出正常速度，说明电机电流大的那台液力偶合器输出速度快，应减速。PLC启动此液力偶合器的伺服电机减载（点动）后，再比对电机电流值，直到两电机电流差值在规定范围时停止。
2、结语
采用PLC控制煤矿井下胶带输送机，实现自动控制�；�，大大地提高了系统的安全性和可靠性，经过半年的使用取得了良好的效果，保证了原煤的运输，减小了维护工作量。采用PLC控制调速型液力偶合器实现胶带输送机的软启动、软制动，减小胶带机启动与停止时对强力胶带、电动机、液力偶合器、减速箱、驱动滚筒的冲击力，可以延长其使用寿命；减轻启动时对井下电网的冲击，提高了供电的可靠性和安全性。
