基于PLC的煤矿压风机自动控制系统研究与应用

吕瑞腾+查守华

摘 要：压风机作为矿山主要设备，担负着向井下气动工具提供动力，在压风自救时能够提供新鲜空气的重要任务。传统的煤矿压风控制系统自动化程度不高，压风机启停及轮换控制均由人工操作，无法实现稳定恒压供气，同时设备运行无法实现均匀磨损，这样便缩短了设备使用寿命，影响矿井安全生产。而采用PLC 为控制核心的可编程系统，就能实现精确的恒压供气控制，提高了矿井压风系统的可靠性。本文重点论述基于PLC的煤矿压风机自动控制系统的缺陷与应对措施。

关键词： PLC；煤矿；压风机；自动控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.084

0 引言

在大型的煤矿企业供气部门中，压风机属于一种非常重要的装置，其工作特点会从某种程度上制约到煤矿企业的顺利生产。作为煤矿风动机械动力源的压风机承担的任务是生产煤矿压缩空气，将风动力提供给煤矿生产。为此，对压风机的工作现状进行实时与系统地把握，且适当地控制压风机，有助于煤矿生产效率的提升、能源的节省、生产安全性的实现。

1 基于PLC的煤矿压风机自动控制系统

PLC程序是在机械装置上安装标准版本的软件STEP7，且设计好一系列的参数，然后借助编程软件MICRO＼WIN实现编辑与操作，借助通用的功能切（FB＼FC）、组织块（OB）、数字块（DB）等对结构相同或者是相似、功能接近的程序进行编写。压风机针对控制的方位、力度等一系列参数有着相应的指标，而PLC能够使这一系列的指标实现，像是控制处理与传输信号，以及一定的闭锁功能的实现等等，然后借助上位计算机来传输与呈现数据信息。（1） PLC控制柜。PLC系统的中心组成部分是西门子S7——200PLC，可以控制场地，具备非常多功能的模块与人机界面，在进行操作的时候能够实现选择的因地性与因时性，模块化的构造配置有软件系统（Profibus、工业以太网等），跟上位计算机借助通信接口实现对话，其特點是配置科学优化性、技术可行性等，可以有效地采集一系列风压机的保护与工作信息参数、自动控制空气压力数据等，以及向一系列分接口与输出管路汇总。在PLC控制柜当中重点的零件是空气开关、触摸屏、接线端子、避雷器、模拟量拓展块等，这有助于优化的便捷操作和及时地监控装置的状态。像是借助触摸屏，作业人员或者是监管工作者可以迅速与便捷地查询监测到的风压机的一系列参数，再修改设计的参数指标，从而使就地控制实现。（2）PLC传感器。针对施工当中要求的实时物理量的采集，应当借助场地的传感器进行，其输出的电流信号指标是4mA——20mA，借助RVVP二线电缆向外传输信号，然后借助PLC控制柜实现接收的分类化。其中的电流、电量、电功率、温度等一系列要素都是基于PLC系统的场地传感器的关键部分，能够划分安装的区域为下面几种：先是将一台压力传感器与一台温度传感器安装在一级、二级气缸当中，进而能够有效、实时地监测有关的压力参数以及环境的可靠性、温度、湿度等。其次，将综合电量的开停传感器与监测设备安装在供电电路当中，进而有效地监测与采集电机的电压电流、功率、输出频率等参数，然后借助集分站RS485接口与RS485总线实现连接。再次，将压力传感器安装在压风机齿轮油泵排油管路以及总管口出口位置，然后设计好冷水器与风包间的压力传感器，进而使压风机油压与分管理压力的实时监测实现。在供水状况的水泵冷却水的风包、出水管路、进水管路以及冷却水管路的入口等位置安装温度传感器，进而及时地监控风包温度、进水和出水温度、冷却水管路的运行现状等。（3）煤矿压风机当中PLC软件的作用。在压风机中设计PLC系统，不但能够全面地监管管道流量、管内压、排气的温度和压力等，而且还能够把监测的数据存档，从而方便查询报警信息和数据信息。除此之外，还可以打印监测到的电机的工作现状、电功率、电压、电流等数据报表信息。PLC系统还能够受到流动性要素（监测片段、监测时间多少等）对各种曲线的表达形式进行绘制，从而体现出自动化与智能化。

2 基于PLC的煤矿压风机自动控制系统的缺陷与应对措施

（1）基于PLC的煤矿压风机自动控制系统的缺陷。尽管基于不断提升的科技水平影响下，国内煤矿提高了自身生产的智能化、自动化、机械化能力，可是相比较于其它有着先进科技的发达国家来讲，依旧面临不少缺陷，尤其是风压机的自动控制系统面临非常大的缺陷。像是尽管可以全面地管理、监测煤矿机电的电压和电流以及压风机的工作现状等要素，可是获得的信息数据缺少相应的指标，不可以共享数据信息资源，也难以有效地控制有关的装置。这一系列不确定的技术与要素直接影响到生产的安全性，也难以推动煤矿企业的发展与生产。（2）应对PLC煤矿压风机自动控制系统的措施。针对技术稚嫩也需要在生产过程中投入的缺陷，煤矿企业能够学习与引进先进的科学技术，积极地培养有关专业的技术工作者。其中，针对缺少理论知识而经验丰富的操作者而言，应当注重业务培训，从而实现自身业务素质的提升。不但这样，还应当规范与统一煤矿企业的一系列监测参数与指标，有效地建设共享数据信息资源的平台，进而推动技术的创新与沟通，实现实时预防、发现、分析、处理问题的终极效果，最终大大地提升煤矿企业的经济效益与生产安全性。

3 结语

综上所述，传统的煤矿企业压风机控制系统业已难以跟煤矿企业的实际生产需要相符合，而PLC软件的应用显得十分迫切。在科学技术水平发展的时代，我国在煤矿生产作业中的压风机采用了以 PLC 软件的自动控制系统，实现了参数采集处理、数据上传、故障警示报警、自动控制等功能一体化的目标，为矿井作业的数字化时代奠定了坚实的基础，同时也减少了安全事故的发生以及企业的生产成本，进而确保煤矿企业机电装置的智能化与自动化发展。

参考文献：

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作者简介：吕瑞腾（1988- ），男，山东济宁人，本科，助理工程师，主要从事机电管理工作。endprint