采煤机PLC控制系统分析

采煤机PLC控制系统分析

作者：张智勇

来源：《中国新技术新产品》2014年第05期

摘要：采煤机PLC控制系统在矿山采煤机中至关重要。文章对PLC控制系统构成、工作原理，系统功能进行了分析，给出了 PLC 控制器系统的的硬件构成图，及软件方面的设计，供同行参考。

关键词：采煤机；PLC控制系统；软硬件配置；分析应用

中图分类号：TP27 文献标识码：A

1 采煤机PLC控制系统构成、工作原理

采煤机PLC控制系统一般由可编程控制器（PLC）、数显触摸屏、变频器及数据信号通信传输共享技术共同组成，构成如图1所示。它们一起来控制左右两个截割电机、左右两个牵引电机以及油泵电机的整体运行。从图1中，两台变频器分别独立拖动左右两个采煤机牵引电机工作，由此来确保控制系统控制精度和可靠性。

工作原理要实现采煤机控制系统启动、停止，确保采煤机牵引电机左、右牵引，控制采煤机左、右滚筒油泵电机的升、降，同时完成对采煤机左、右截割电机的恒功率动作保护、硬件故障监测工作。

截割电机部分由固定减速器和摇臂组成。工作时端盘上截齿在煤层中割出一定宽度的截缝可增加落煤自由面刷齐煤壁清洁工作面根底。端盘在封闭状态下工作因此端盘截齿的排列方式对工作状况有较大影响。通常端盘上的截齿分为24组每组26个截齿在圆周上等分排列。

牵引电机部分中，系统设有手动调速机构，通过手轮操纵伺副服阀调节牵引速度和换向要求零位准确，并伴有回零机构进行保护。但是还有的是采用牵引链紧边弹性力的作用达到主链轮的反转。

2 采煤机PLC控制系统功能

采煤机PLC控制系统在工作中主要是实现主令操作控制的软接线网络和操作台之间的信息传递等，同时产生全数字调速系统命令。另外还要对整个电控系统进行监控并根据状态种类作出相应的处理，发出声光报警，指导下一步的工作，完成对实现自动加速、减速，自动手动随时切换和精确停车，并以数字式动态显示采煤机行程位置。

3 采煤机PLC控制系统分析

3.1 硬件配置方面。在控制系统电路中，PLC一般是安装在采煤机电控箱内，电控箱内同时装有端头操作接口单元、多路电源组件等设备，然后它根据采煤机司机的命令和采煤机各电机当前的电流和温度等运行参数，按照一定的算法规则来完成对机器的控制和保护。原理如图2所示。

3.2 软件配置方面。在软件配置上，它有主程序，子程序，中断程序等组成。工作中主程序中的指令按顺序在CPU 每个扫描周期执行一次。而子程序决定了采煤机的行程，负责自动时速度给定，手动时速度给定，和TD 400[6]显示。中断程序是通过高速计数器测得在此段时间内的编码脉冲数来计算电机的实际转速。定时中断11 模拟量的采样时间也是100ms，它是用来计算手动给定的加速度，当加速度大于最大给定加速度时，中断程序返回一个最大的给定加速度值，防止转速给定在极短时间变化太大，造成电机转矩过高，电流急速上升。

参考文献

[1]张文利.基于PLC的注塑机控制系统改造[J].机电产品开发与创新，2010（01）.

[2]张东.快速锻造操作机PLC控制系统[A].全国冶金自动化信息网2010年年会论文集

[C].2010.

[3]张嘉敏，丁娟，张能，等. PLC在矿井采煤机控制系统中的应用[Z].中国科技论文在线，2010（05）：27.