PLC可編程控製器以其結構簡單、性能優越、可靠性高、靈活通用、易編程、維護方便等特點，保證了整個係統的穩定運行。
1、係統控製要求及硬件設計
微山崔莊煤礦有限責任公司擬采用PLC控製帶式輸送機。該皮帶機係統運輸能力為650t/h，帶速為3.15m/s，運距為1156.5m，傾角130 ~170。該皮帶機配備三台1140V、250kW的電動機，機頭集中驅動，雙滾筒三電機，采用YOTCq560詞速型液力偶合器起動方式。PLC控製係統應實現以下功能：①通過控製調速型液力偶合器實現皮帶機軟啟動；②實現三台電機功率平衡；③可實時顯示各種運行狀態參數；④實現故障自診斷，聲光報警；⑤實現手動一自動任意切換。
控製係統硬件結構圖如圖1所示。
由於煤礦井下環境的特殊性，選用微山崔莊煤礦有限責任公司自主開發研製的BXWⅡ- 120/115礦用隔爆兼本質安全型微機控製箱（以下簡稱微機箱）為主控裝置，結合外圍開關設備、信(xin)號(hao)及(ji)保(bao)護(hu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)檢(jian)測(ce)，組(zu)成(cheng)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，對(dui)皮(pi)帶(dai)機(ji)的(de)輸(shu)煤(mei)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)嚴(yan)密(mi)的(de)監(jian)視(shi)和(he)控(kong)製(zhi)。以(yi)微(wei)機(ji)箱(xiang)為(wei)核(he)心(xin)的(de)電(dian)控(kong)係(xi)統(tong)是(shi)專(zhuan)門(men)為(wei)煤(mei)礦(kuang)井(jing)下(xia)設(she)計(ji)的(de)可(ke)編(bian)程(cheng)監(jian)測(ce)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。用(yong)於(yu)煤(mei)礦(kuang)井(jing)下(xia)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)及(ji)其(qi)它(ta)設(she)備(bei)的(de)電(dian)氣(qi)控(kong)製(zhi)、監(jian)測(ce)和(he)綜(zong)合(he)保(bao)護(hu)。係(xi)統(tong)設(she)計(ji)靈(ling)活(huo)，顯(xian)示(shi)信(xin)息(xi)豐(feng)富(fu)，保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)齊(qi)全(quan)，輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)點(dian)數(shu)可(ke)擴(kuo)展(zhan)，語(yu)音(yin)通(tong)訊(xun)，可(ke)自(zi)診(zhen)斷(duan)並(bing)具(ju)有(you)快(kuai)開(kai)門(men)結(jie)構(gou)。現(xian)在(zai)該(gai)係(xi)統(tong)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)煤(mei)礦(kuang)井(jing)下(xia)運(yun)輸(shu)設(she)備(bei)，如(ru)：主井上運大皮帶、下運大皮帶、集中運輸皮帶、順槽皮帶、掘進皮帶、轉載皮帶等井下連續運輸設備。
根據控製功能、輸入／輸出點數的要求，選擇三菱MELSEC -Q係列PLC為控製核心。該係列PLC采用模塊化結構，包括1個QOOJCPU模塊、2個QX40型DC輸入模塊、2個QY40P型輸出模塊以及一個Q68ADI模擬量擴展模塊。其中QOOJCPU是電源、基板、CPU -體化的模塊，QY40P型輸出模塊為16點漏型晶體管輸出模塊，其輸出點通過控製中間繼電器來控製各設備的起停。
本係統同時采用觸摸屏和PC機作為人機對話界麵。觸摸屏選用日本三菱公司的F940GOT彩色圖示操作終端，可以一邊觀看畫麵中對可編程控製器的各軟元件的監視以及數據的變化，一邊進行顯示。PLC與觸摸屏之間采用RS -232C通訊接口，缺省數據傳輸速率為19. 2kbps。PLC與上位PC機之間同樣采用RS - 232C通訊接口。
由於PLC為非安產品，而偶合器限位開關及油壓表、油溫表為本安產品，需要配備轉換與隔離電路：16路本安開關量信號（無電位接點）轉換成非安無電位接點輸出，再進入PLC輸入端。如果不配置本安隔爆轉換隔離電路，而將本安信號直接接入PLC輸入端，就等於將非安信號串人本安回路，這樣不符合煤礦安全規程的規定。通過配置隔離轉換板，完成信號隔離、轉換與放大，使PLC控製距離大大延長，擴大了PLC輸出時的容量。用PLC通過隔離電路直接帶動所控製的設備，減少了設備中間環節，提高了可靠性。另外，配置了轉換器、隔離板後，當外圍設備出現故障，造成短路或串人高壓時，不會直接損壞PLC，保證了主機安全，提高了整個係統的可靠性和使用壽命。
2、軟件設計
係統軟件設計分為順控程序設計和觸摸屏人機界麵設計。
2.1順控程序設計
MELSEC -Q係列PLC順控程序采用GX Developer軟件編製而成。GX Developer可以用電路（梯形圖）列表進行順控編程、順控程序的運行狀態監視、強製性數據變更和輸入輸出信號的ON/OFF等。PLC起動後即執行該程序，首先執行內部初始化，然後對各設備及電機電流信號等進行檢測。整個順控程序包括正常起車、正常運行、正常停車、緊急停車、故障保護、功率平衡六大部分。在執行過程中可隨時響應人機界麵的訪問。控製模塊流程圖如圖2所示。
PLC還可實現三台電機的功率平衡，途徑如下：從三台電機磁力啟動器中的電流互感器的輸出端引出4~ 20mA電流信號，送人PLC的Q68ADI模擬量擴展模塊，經模一數轉換後，將4—20mA電(dian)流(liu)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)。由(you)於(yu)兩(liang)台(tai)主(zhu)電(dian)機(ji)是(shi)在(zai)同(tong)一(yi)個(ge)滾(gun)筒(tong)上(shang)，先(xian)比(bi)較(jiao)這(zhe)兩(liang)台(tai)電(dian)機(ji)的(de)功(gong)率(lv)是(shi)否(fou)平(ping)衡(heng)。當(dang)兩(liang)台(tai)電(dian)機(ji)電(dian)流(liu)信(xin)號(hao)相(xiang)差(cha)較(jiao)大(da)，如(ru)超(chao)過(guo)規(gui)定(ding)範(fan)圍(wei)時(shi)，PLC進行調整，此時膠帶運行速度如在正常範圍，說明電機電流小的那台電機做功小，PLC啟動此液力偶合器的伺服電機（點動）加載後，再對比兩台電機的電流值，直到兩台電機電流差在合理範圍時停止；當兩台電機電流差值超出正常範圍，膠帶運行速度超出正常速度，說明電機電流大的那台電機做功大，PLC啟動此液力偶合器的伺服電機（點動）jianzaihou，zaiduibidianjidianliuzhi，zhidaoliangtaidianjidianliuchazaihelifanweishitingzhi。dangzaitongyigeguntongshangdeliangtaidianjigonglvpinghenghou，qidongliangtaiyeliouheqidesifudianjitongshizhuandong，ranhouzaiyiqizhongdeyitaiweijizhun，yudisantaidianjibijiao，fangfatongshang，zuizhongdadaosantaidianjigonglvpingheng。
2.2觸摸屏人機界麵設計
操作顯示畫麵利用三菱公司提供的基於Windows98的人機界麵設計軟件FX - PCS - DU - WIN -C進行畫麵編製，以圖形、動畫和漢字的形式顯示設備的啟／停ting和he各ge種zhong保bao護hu傳chuan感gan器qi的de動dong作zuo情qing況kuang，並bing用yong不bu同tong的de顏yan色se區qu分fen。當dang發fa生sheng故gu障zhang時shi，自zi動dong跳tiao轉zhuan故gu障zhang報bao警jing畫hua麵mian。待dai故gu障zhang排pai除chu後hou，按an正zheng常chang停ting車che按an鈕niu複fu位wei一yi次ci，轉zhuan入ru狀zhuang態tai畫hua麵mian。按an壓ya顯xian示shi翻fan頁ye按an鈕niu，可ke查zha看kan各ge個ge畫hua麵mian。
為了顯示友好的人機界麵，編製開機畫麵、狀態畫麵、數據采樣圖表及故障報警記錄等狀態信息，為用戶提供優良的操作環境，並能顯示和修改工作程序。
3、結語
采用PLC控(kong)製(zhi)煤(mei)礦(kuang)井(jing)下(xia)帶(dai)式(shi)運(yun)輸(shu)機(ji)，實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)保(bao)護(hu)，大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)，經(jing)過(guo)一(yi)年(nian)多(duo)的(de)使(shi)用(yong)取(qu)得(de)了(le)良(liang)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)，保(bao)證(zheng)了(le)原(yuan)煤(mei)的(de)運(yun)輸(shu)，減(jian)小(xiao)了(le)維(wei)護(hu)工(gong)作(zuo)量(liang)。采(cai)用(yong)PLC控製調速型液力偶合器實現帶式輸送機的軟啟動，減小了輸送機在啟動與停止時對強力膠帶、電動機、液力偶合器、減速箱、驅動滾筒的衝擊力，可以延長其使用壽命，減輕啟動時對井下電網的衝擊，提高了供電的可靠性和安全性。
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