【摘要】在煤矿的生产、运输过程中，煤矿胶带机发挥着非常重要的作用，随着各项科学技术的进步，煤矿胶带机的功能在不断的完善，其应用范围也越来越广泛，但是随着其功能的增多，其制造成本以及运行过程中的运行、维护成本也在不断的增大，随着PLC集中控制系统在煤矿胶带机中的应用，成功实现了煤矿胶带机运行过程中的故障自动检测，对于煤矿胶带机的运行成本的降低，运行安全可靠性的提高具有非常重要的作用，本文就对煤矿胶带机PLC控制系统的设计研究进行简单分析。
【关键词】煤矿胶带机;PLC集中控制系统;设计研究
煤矿胶带机具有运输量大、运输距离长、运输速度高、能够实现连续的运输等诸多的优点，随着各项先进技术的应用，已经能够实现煤矿胶带机工作过程中的集中控制以及自动化控制，这一系列的改进使得煤矿胶带机的运行稳定性得到了极大的增强，但是随之增加的是煤矿胶带机的制造成本以及运行成本，对其集中控制系统进行有效的研究，减少其运行成本，提高其经济效益是非常必要的，本文就针对此予以简单的研究。
一、煤矿胶带机PLC集中控制系统的系统组成
煤矿胶带机PLC集中控制系统一般是由工业电视单元、远距离通信系统、控制中心、控制单元等组成。
其中，工业电视单元的主要作用是将集中控制系统中，监测所得的相关数据进行分析、处理，使其具有较好的可视化性能，将相关的数据结果直观的展示出来，这也是集中控制系统的重要组成部分，对于决策中对煤矿胶带机的运行情况进行实时的掌握具有非常重要的作用。
作为集中控制的重要的辅助系统，远距离通信系统主要是完成系统中的数据传输，这不仅对于集中控制系统的正常运行具有非常重要的作用，还在煤矿胶带机的故障通报中具有非常重要的作用，能够有效的提高煤矿胶带机的日常维护及检修的工作效率。
集中控制系统中的控制中心，是整个集中控制系统中最为重要的组成部分，一般会将其设在煤矿胶带机的调度指挥控制中心当中，其控制中心中的上位机一般情况下会选用IoTouch组态软件，该组态软件能够有效的实现与多种的控制软件及自动化设备进行集成，可以形成一种可视化的友好界面来实现煤矿胶带机的监视、监控、报警、控制等操作，并具有煤矿胶带机运行过程中的运行报表打印、历史运行曲线打印、当前运行曲线打印等功能，为煤矿胶带机的运行管理人员的相关操纵提供非常可靠的依据。
煤矿胶带机集中控制系统中的控制单元具有性能稳定、功能非常强大、运行速度极高的特点，使得煤矿胶带机的集中控制系统具有非常强大的功能。
二、煤矿胶带机PLC集中控制系统的信号输入
煤矿胶带机的PLC集中控制系统需要对胶带机运行过程中的所有数据进行全方位的实时监测，一般情况下，系统中会采用较多的传感器来完成其运行过程中的各种数据的采集，一旦煤矿胶带机在运行过程中出现故障，集中控制系统中的传感器会对煤矿胶带机工作系统中的电流、电压、电阻以及其他一些电信号的变化情况进行实时的采集，并会将这些数据信号进行有效的转换，使其成为PLC集中控制系统能够接受与采集的信号形式，这样PLC集中控制系统就能够对相关数据进行有效的分析，得到相关的发生故障的部位及器件。
在煤矿胶带机PLC几种控制系统中，传感器的数量比较大，并且根据所要采集的信号的不同，其种类也不尽相同，一般可以将其划分为以下几类：
（1）对煤矿胶带机的运行环境中的相关数据进行监测的传感器，例如对煤矿胶带机运行环境中的温度进行监测的温度传感器。
（2）对煤矿胶带机中的主要器件的相关参数进行监测的传感器，如煤矿胶带机的滚筒超温监测，煤矿胶带机的机头堆煤监测等。
（3）对煤矿胶带机的运行状态参数进行监测的传感器，一般情况下，需要对相关的参数进行实时的监测，如煤矿胶带机中的胶带打滑情况、胶带断裂情况、胶带跑偏情况的监测等。
（4）对煤矿胶带机的驱动电机情况进行监测的传感器，这类监测也要进行实时的监测，其主要的监测内容有电网中的电压的变化情况、电机中的定子温度、电动机的电流变化情况等。
三、煤矿胶带机PLC集中控制系统的控制模式
煤矿胶带机PLC集中控制系统主要的几种控制模式是：实地控制模式、手动控制模式、自动控制模式。其中实地控制模式指的是系统中的控制单元进行就地控制，如果对某设备进行了就地控制，那么在该设备的运行过程中，控制中心对其运行是不起作用的。
手动控制模式又可以划分为解锁手动控制与联锁手动控制两种控制模式，其中解锁手动控制指的是，上位机在对某设备实施停止、启动等操作时，对其他设备没有影响，在煤矿胶带机的检修过程中一般会启用这种模式。联锁手动控制模式指的是上位机在进行相关设备的启动与停止的过程中，会带动其他设备的联动，一般启动时按照逆煤流的方向来进行，而停止是按照顺煤流的方向进行。
四、煤矿胶带机PLC集中控制系统的硬件设计
PLC一般采用的是模块化的设计，在实际的应用中，会根据实际的需求，对其模块功能进行有效的组合与拓展，使其能够符合相关的设计需求，PLC的组成模块主要有通信模块、信号模块、中央处理单元模块、电源模块等，煤矿胶带机PLC集中控制系统的主要工作原理是：对各个传感器所采集到的数据进行有效的分析、判定，并根据相关的分析结果，对煤矿胶带机的实际运行情况进行有效的控制、保护与监测，保证其能够正常运行。
1.煤矿胶带机电动机的保护与监测
电动机是煤矿胶带机的重要组成部分，只有电动机进行正常的工作，才能保证煤矿胶带机的正常工作，因此在开展煤矿胶带机PLC集中控制系统的硬件设计工作时，首先要做好电动机的保护与监测工作，这对于煤矿胶带机的正常工作是至关重要的。
其硬件设计中涉及的主要的保护与监测功能有：
（1）要设置一定数量的温度传感器，对电动机的轴温度及定子绕组温度进行实时是监测。
（2）设置必要的电压互感器，对电动机线路中的电能、电压进行有效的保护与监测，同时要注意监测线路中的缺相现象，并要能够提供一定的继电保护。
（3）要采用电流互感器及交流变送器等方法对电动机中的电流进行实时的监测，以便于对电动机进行有效的过载保护与短路保护，这其中一个非常重要的硬件设备就是交流变送器，它能够将电网中的交流信号进行隔离、转变，使其成为能够直接被各种电子仪器及PLC系统所接收的标准的工业电流信号，为了保证其工作性能，建议在交流变送器的选择过程中应该选择抗干扰能力较强、稳定性、可靠性良好的两线制供电的变送器，而对于电流互感器的选择，则需要根据煤矿胶带机的实际运行过程中的额定电流值来进行适当的选取。
2.煤矿胶带机的保护与监测
煤矿胶带机PLC集中控制系统硬件设计工作中，其应该具有的相关功能，主要的硬件设备有：
（1）为了实现煤矿胶带机的装置部件的超温检测以及超温自动报警功能，可以采用具有自动洒水保护装置的温度传感器;
（2）一旦煤仓、溜槽、煤矿胶带机机头等地方的堆煤情况超出设定的值以后，集中控制系统应该在检测到相关的信号之后，启动系统中的堆煤保护功能，系统采用堆煤传感器来实现此功能，其主要的工作机理是：对相关场所的堆煤信号进行实时的采集，并将相关的信号及时的传送给集中控制系统，控制系统会发出相关的操作指令，并启动系统中的堆煤超限自动报警功能;
（3）为了对煤矿胶带机中的胶带撕裂状况进行实时的监测，并能够在出现异常以后，自动开启相关的保护，在系统中采用撕裂传感器来适应相关的功能，撕裂传感器能够对胶带的撕裂情况进行实时的采集，并将相关的数据传送给PLC集中控制系统，系统会根据实际情况发出相关的操作指令，对胶带实施有效的保护;
（4）在PLC集中控制系统中，对其胶带的运行速度进行实时的检测是非常必要的，本次设计中采用速度传感器来实现此功能，其主要的工作过程为：速度传感器对胶带的运行速度进行实时的检测，并将相关的数据信号转换成为PLC能够识别的信号，将其传送至PLC控制系统中，控制系统会将相关的数据进行分析，并根据相关的分析结果，进行有效的动作，例如，如果通过数据分析，发现其运行过程中的速度值比正常的速度值明显加快，系统应该自动的启动超速保护，保证胶带的正常运行;
（5）胶带机在运行的过程中，胶带会由于摩擦现象出现发热现象，本次设计中采用烟雾传感器对其进行有效的保护与监测，为了提升监测的有效性，一般建议采用精度较高的离子式烟雾传感器;
（6）胶带机运行过程中最为常见的故障就是胶带的跑偏，对其进行有效的监测与保护是非常必要的，可以在胶带机的两侧安装成对的限位开关，并对其超越值进行限定，一旦出现跑偏现象，系统会自动开启跑偏保护。
五、煤矿胶带机PLC集中控制系统的软件设计
PLC控制系统最为显著的优点就是能够通过一定的通信设备实现与计算机的直接相连，并能够依据实际的需求，在计算上进行相关程序的编写工作，使用起来非常的方便，在煤矿胶带机PLC集中控制系统的软件设计过程中，需要编写的相关程序有：数据块、参数块、用户程序等，并且在进行这些数据的编写过程中，要根据煤矿胶带机的实际工作原理，对其进行有效的保护与监测，并且在该系统正式的投入使用之前，要对其进行严格的调试，保证其在实际工作中的稳定运行。
六、结束语
煤矿胶带机是煤矿生产、运输过程中的重要设备，为了降低其运行成本，提高其运行经济效益，将PLC集中控制系统应用于煤矿胶带机的保护与监测中，通过各种不同功能的传感器的应用，能够对胶带传感器运行过程中的各个数据进行实时的采集，实现系统的实时保护与监测，对于其运行效率的提高具有非常重要的作用。
参考文献
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[4]胡文全，裴建新，李江.对PLC集中控制系统的探讨[J].科技风，2012（1）.
作者简介：田刚（1986—），男，四川遂宁人，大学本科，机电助理工程师，现供职于重庆市天府矿业有限责任公司三汇一矿，主要从事煤矿自动化，信息化研究。
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