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摘要：为提升煤炭运输效率，以PLC为基础开发井下运输系统控制装置。阐述该装置的系统设计、软件设计和界面。该装置实现对带式输送机的自动控制，有效改善煤炭运输质量及效率。
关键词：煤矿；带式输送机；自动控制；界面
0引言
某煤矿东一采区带式输送机主要负责运输东一采区的煤炭，年设计运输量148万t。年工作天数约329天，日工作时间17h。运输能力500t/h，不平衡系数1.2。为提高运输效率和降低带式输送机的故障率，设计自动控制系统，运用传感器进行监测，PLC进行参数显示。将检测数据传递到公司调度，实现实时监测，以提高带式输送机的运转率[1]。
1设计要求
进行各类传感保护装置的选型。如：电流检测保护、胶带跑偏保护、打滑保护等装置。以实现实时监测输送机的运行状态，并起到保护作用。为直观显示各项监测数据，运用通信模块和监测主机进行数据交换（文字、图像等显示）。
2硬件设计
2.1结构组成
选用S7-300PLC作为核心控制单元。主要控制PLC主站、输送机保护部分、机身PLC控制分站、通信等方面内容。负责数据采集、信息传送、交换数据、显示、报警等[2]。该系统需要准确各控制单元的启停功能。该系统必须具备远程控制、单机控制、多机联动等功能。通过以太网接口向指挥中心传递信息。S7-300PLC控制单元包含MAX485串行芯片、电平转换电路（12V、24V），节点闭合电路值5mA，开路电压大于200V。带式输送机驱动方式采用双直流电机实现，对控制系统而言，主要控制两方面的内容，即电枢和励磁回路的调节[3]。电枢调节：通过2组晶闸管整流器串联供电，顺序控制晶闸管的开关电路通断进行主电机的压降启动，从而减轻对电网的无功冲击；励磁调节：2组晶闸管整流器并联供电，从而实现主电机运行中的平缓调速。
2.2传感器选型
输送机保护装置主机型号选用KHP128-Z。（1）速度传感器对输送机进行速度检测，若出现带速异常，立即通过主控装置向电枢（励磁）回路的晶闸管发出信号；（2）温度传感器对输送机进行超温保护，对设备待测点进行温度检测，超温进行自动洒水保护（采用集成感温探头检测，选用本安型）；（3）烟雾传感器对输送机的工作环境进行烟雾检测，若烟雾含量超过0.1mg/m2，将会输出低电平信号，进行对应的保护功能；（4）跑偏传感器对输送机的输送带进行跑偏检测，使用探杆牵引探杆轴旋转实现，转动至某个角度会波动行程开关，然后先主机发出跑偏信号；（5）堆煤传感器实现煤位保护作用；（6）撕裂传感器起输送带撕裂保护作用，当作用力大于20N时，发挥作用，电阻输出值在2kΩ以下，输送带无物料时电阻值大于1kΩ，当电阻值在2kΩ以下时，PLC发出撕裂信号，延时2s主机停止；（7）急停传感器当拉杆承受动力后，随后将信号输出，并进行锁定。一旦锁定，需要人工进行复位后才可以启动[4-5]。
3软件设计
PLC现场控制和控制中心是通过以太网模块CP343-1进行数据传输，实现通信功能。在控制中心操作服务器配置SSIEMENSSOFTNET、Intouch的OPCLINK客户端驱动，在此基础上实现两者间的数据交换功能。系统软件结构图如图2所示。
3.1上位机软件
设计基本上从数据采集、实时监管两个角度进行开发。上位机检测系统结构图如图3所示。
3.1.1人机界面
人机界面通过键盘、鼠标、显示器等实现人机对话，实现操作者对监控系统的具体操控。界面有按钮（图标）和菜单，易于操作。另外，监控系统可以对数据和不同类别的动态曲线进行实时显示，具有打印功能。系统的菜单、提示、图形等采用汉字界面，易于识别。若系统出现故障，会出现对应故障报警[6]。Database对报警信息进行整理归档，可按照需求进行查询。
3.1.2图形界面
主要表现为各类显示。如：监控软件总貌、报警、数据实时显示等[7]。所有画面均可通过动画的方式显示，画面显示可以对实际情况进行模拟，便于操作。
3.1.3故障信息
database故障信息database涉及实时记录、查询、故障等信息。若发生故障，可迅速查出故障发生点，便于故障查找和处理。系统在运行中，所有数据实时保存在database界面。数据保存具有实时性和完整性。
3.2PLC控制软件
用户将程序通过编程器传递到PLC的存储器，PLC依照预设程序进行操作，按照存储地址号从大到小的次序进行程序扫描，同时进行操作指令的核实。PLC执行过程：将输入信号传输到寄存器保存。执行过程不受输入状态的改变而变化，寄存器数据保持不变[8]。PLC扫描程序，自上而下、从左至右的次序进行，没扫描一条指令，从输入映像寄存器和元素映像寄存器中读取，将执行结果实时输送。
4小结
依据生产需要设计带式输送机自动控制系统，按照需求应用各种传感器，采用S7-300PLC，确立PLC规格及相关功能模块，进行控制流程图设计，实现带式输送机自动化控制。有效提高设备的运转率，同时降低工人的劳动强度，有利于提高生产效率。
参考文献：
［1］李富强.基于PLC控制的煤矿井下带式输送机运输电控系统改造［J］.中国煤炭工业，2014（7）：60-61.
［2］周学亮.基于PLC的分布式控制系统及现场总线技术在煤矿胶带运输系统中的应用［J］.科技资讯，2012（29）71.
［3］施俏春.基于PLC控制控制系统在煤炭化工自动化中的应用探析［J］.煤炭技术，2012（12）：233-235.
［4］李翠兰，李远清，杜香莲，等.西门子PLC在煤矿带式输送机运输控制系统中的应用［J］.煤矿机械，2004（8）：95-96.
［5］秦永康，黄和平.PLC集中控制系统在煤矿胶带输送机上的应用［J］.工矿自动化，2011（2）：98-100.
［6］肖利平.基于PLC技术的煤矿井下带式输送自动控制系统的研究［J］.中国煤炭，2014（5）：79-81.
［7］李允旺，苗运江，王秀元，等.SPDB-Ⅰ型上运带式输送机断带保护装置的研制［J］.煤矿机械，2006（3）：477-479.
［8］李允旺，苗运江，张高举，等.带式输送机断带事故的预防与保护［J］.煤矿安全，2006（6）：57-59.
作者:李志鸿 单位:阳泉煤业集团长沟煤矿有限责任公司
