0、引言
    膠帶輸送機(jī)集控系統(tǒng)運(yùn)行可靠與否直接影響企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，為提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，實(shí)施集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的綜合保護(hù)，是十分必要的。PLC作為工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域首選控制器，為各種自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非�？煽康目刂葡到y(tǒng)。“PLrC”(Programmable. Logic．Controller)即可編程序控制器，近年來(lái)，因其功能強(qiáng)大、可靠性高、對(duì)煤礦環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛靈活、編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在煤礦上得到了廣泛應(yīng)用。神東分公司各裝車(chē)站采用PLC做現(xiàn)場(chǎng)控制主機(jī)實(shí)現(xiàn)控制和保護(hù)，與工業(yè)計(jì)算機(jī)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化集中控制。
1、 PLC的組成結(jié)構(gòu)
1.1PLC與繼電器
    PLC融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)，PLC出現(xiàn)前，繼電器是工業(yè)控制的主要執(zhí)行者，繼電器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低廉，應(yīng)用廣泛。PLC的出現(xiàn)改變了這種局面，因?yàn)镻LC在各方面都超過(guò)繼電器。
1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)
    PLC主要由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器，輸入輸出模塊、接口電路、電源模塊，外設(shè)接口的輸入輸出擴(kuò)展接口，通過(guò)輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)順序控制功能。
    圖1中畫(huà)虛線(xiàn)框表示PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)，虛線(xiàn)框以外是接口輸入、輸出部分。CPU是PLC的核心部分，是控制中心。CPU通過(guò)地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)和控制總線(xiàn)與儲(chǔ)存器、輸入輸出接口電路相連接，完成信息轉(zhuǎn)化、傳遞等。
1.3 PLC輸入接口電路
    PLC的輸入接口電路接收各種控制指令信號(hào)和保護(hù)開(kāi)關(guān)信號(hào)，如電機(jī)的啟動(dòng)和停止、膠帶上的跑偏開(kāi)關(guān)、拉繩、防縱撕、返煤保護(hù)、煙霧報(bào)警等開(kāi)關(guān)的信號(hào)。輸入接口電路示意圖如圖2所示。
    PLC有兩種輸出形式：繼電器輸出和晶體管輸出。晶體管輸出用于頻率變化快的情況；繼電器輸出用于小電流交流負(fù)載；繼電器輸出由于具備觸點(diǎn)功率大、可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載的特點(diǎn)，因而成為最常用的輸出方式。
    一般PLC繼電器輸出點(diǎn)可以驅(qū)動(dòng)交流2A/220V的負(fù)載，在膠帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)中，可以滿(mǎn)足控制點(diǎn)和保護(hù)動(dòng)作的功率要求。但是，當(dāng)驅(qū)動(dòng)的感性負(fù)載功率較大時(shí)，負(fù)載觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電壓會(huì)使PLC繼電器輸出點(diǎn)的壽命明顯降低。因此當(dāng)驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)一般增加二級(jí)驅(qū)動(dòng)，使PLC繼電器輸出觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)中間繼電器，再用中間繼電器的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)交流接觸器等負(fù)載。當(dāng)然，也可以增加電流浪涌吸收器來(lái)保護(hù)觸點(diǎn)。
2、膠帶輸送機(jī)保護(hù)系統(tǒng)原理
    神東分公司現(xiàn)在用的強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)（滾筒牽引）是利用控制主機(jī)設(shè)備、通訊模塊等系統(tǒng)模塊和打滑、堆料、超溫、煙霧、縱撕、滅塵、速度、跑偏、煤位等傳感器，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，完成對(duì)膠帶輸送機(jī)的控制和保護(hù)，其控制和保護(hù)功能通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)。
2.1保護(hù)系統(tǒng)的控制功能
    膠帶輸送機(jī)保護(hù)系統(tǒng)采用多臺(tái)PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到不同的規(guī)�？刂�。完成系統(tǒng)內(nèi)膠帶給煤機(jī)工作過(guò)程的監(jiān)控、監(jiān)測(cè)、連同地面中控室，構(gòu)成一個(gè)完善的監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)集中監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，并顯示數(shù)據(jù)曲線(xiàn)，作重要信息記錄。其控制方式分自動(dòng)／手動(dòng)／就地三種集控方式，正常生產(chǎn)時(shí)，使用集控自動(dòng)方式，設(shè)備按工藝流程由中央控制臺(tái)自動(dòng)啟停；集控手動(dòng)控制時(shí)，可在中央控制臺(tái)操作各設(shè)備，無(wú)閉鎖和聯(lián)動(dòng)關(guān)系；就地控制時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)操作。每臺(tái)設(shè)備機(jī)頭旁均設(shè)有就地操作控制箱，上有工作方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及就地起、停按鈕；若設(shè)備由集控啟動(dòng)，控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場(chǎng)停車(chē)信號(hào)后，可作急停處理，實(shí)施故障停車(chē)操作；一般啟動(dòng)設(shè)備前由集控臺(tái)發(fā)預(yù)告信號(hào)，預(yù)告30s后，若現(xiàn)場(chǎng)均滿(mǎn)足集控自動(dòng)啟動(dòng)條件，設(shè)備按順序自動(dòng)啟動(dòng)；若現(xiàn)場(chǎng)不滿(mǎn)足集控自動(dòng)啟動(dòng)條件，現(xiàn)場(chǎng)可用停車(chē)鈕停止啟動(dòng)過(guò)程。
2.2保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)功能
    系統(tǒng)通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能：在膠帶機(jī)上的給煤點(diǎn)均設(shè)置堆煤保護(hù)和縱向撕裂保護(hù)，以防止膠帶機(jī)事故的擴(kuò)大化；每隔約50 m設(shè)置一對(duì)跑偏開(kāi)關(guān)，一級(jí)跑偏用于故障報(bào)警，二級(jí)跑偏用于故障停車(chē)；膠帶輸送機(jī)，均設(shè)拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)，用于緊急情況下的停車(chē)，急停拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)的安裝間距均按50 m進(jìn)行配置，并可擴(kuò)展下膠帶的跑偏保護(hù)，以保證設(shè)備和人身安全；在膠帶機(jī)頭設(shè)置堆煤傳感器，防止堆煤事故發(fā)生；在膠帶機(jī)設(shè)置膠帶速度傳感器，以檢測(cè)超速及打滑事故發(fā)生；在膠帶巷道設(shè)置煙霧傳感器，以檢測(cè)膠帶巷道的煙霧濃度防止火災(zāi)事故發(fā)生；在膠帶機(jī)的主滾筒設(shè)置溫度傳感器，隨時(shí)檢測(cè)滾筒的溫度，并配備自動(dòng)撒水裝置，在滾筒超溫時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撒水并對(duì)主滾筒進(jìn)行降溫。
    另外，系統(tǒng)還具有PLC故障自診斷功能。當(dāng)系統(tǒng)的PLC掃描器和適配器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的通訊情況判斷故障，并發(fā)出報(bào)警；PLC的I/O模塊發(fā)生故障時(shí)，CPU會(huì)通過(guò)I/O模塊的狀態(tài)位偵測(cè)到故障及故障內(nèi)容，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警；當(dāng)模擬量的傳感器或信號(hào)線(xiàn)發(fā)生斷線(xiàn)故障時(shí)，PLC通過(guò)測(cè)量值判斷故障并發(fā)出報(bào)警。
3、結(jié)語(yǔ)
    在膠帶輸送機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際使用中，系統(tǒng)表現(xiàn)出了保護(hù)實(shí)時(shí)性好，可靠性高，數(shù)據(jù)處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于傳統(tǒng)的控制方式，PLC保護(hù)系統(tǒng)無(wú)論在速度還是在可靠性上都有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益起到了重要作用。