张  志

(辽源矿业集团，吉林辽源136201)

 

    摘要：对PIE的发展状况、特点及在生产中的应用，结合自己的工作实际，提出观点，并展望PIE发展前景，PIE和组态软件的有效结合在煤矿生产领域中得到了越来越广泛的应用。

    关键词：可编程控制器；网络；控制系统

 

    中图分类号：TM57    文献标识码：A    文章编号：1008—8725(2009)03一0040一02

ZHANG Zhi

(Liaoyuan Mining Industry Group, Liaoyuan 136201, China)

 

    Abstract: PLC for the development of the situation, characteristics and application in production, combined with their actual work, put forward the views and outlook PLC development, integrate PLC with the assembly find broad application in colliery undertaking.

 

    Key words: PLC; network; control system

 

    随着我国煤矿高产高效矿井的建设，矿井机电设备向着高电压、大功率、控制系统高科技方向发展，PLC在煤矿设备上的应用越来越广泛，它的简化接线、性能可靠、事故率低、容易编程、控制多样等特点，为越来越多的人员所喜欢，有着广阔的发展前景。

 

    PLC即可编程控制器是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC”是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令^[1]，并能通过数字式或模拟式的输人和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。

 

    2．1可靠性高。抗干扰能力强

    高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万h。一些使用CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PIE构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编人外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PIE以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性^[2]。

 

    2．2配套齐全。功能完善，适用性强

    PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PIE大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PIE渗透到了位置控制、温度控制等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PIE组成各种控制系统变得非常容易。

 

    2．3易学易用，深受工程技术人员欢迎

    PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

    2．4系统的设计、建造工作量小。维护方便

    PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

    2．5体积小，重量轻，能耗低

    以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100 mm，重量小于150 g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

 

    2．6通用性强

    PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PIE在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

 

    随着煤矿机械化程度的不断提升，PLC在实际生产中得到了广泛的应用。

    (1)辽源矿业集团公司金宝屯煤矿主井箕斗提升就是利用了PLC控制系统实现了定量装载。定量装载系统是将重力传感器放在主井的定量斗底部，承受定量斗的重量，工作原理为：将液体密封在重力传感器内，当定量斗装煤过程中重量增加时，液体压力也随之升高，压力传感器随液体压力的变化输出4～20 mA的电流信号，经屏蔽电缆传送给PLC的模数转换模块，由PLC处理数据并显示。该系统可以自动控制外围设备运行，并且可以实时显示提升煤的重量和次数，还具有声光报警等功能。实际的应用表明，该系统安全可靠，稳定性好。随着现代化管理水平的不断提高，PLC和组态软件的有效结合在煤矿生产领域中得到了越来越广泛的应用^[3]。

   

   (2)辽源矿业集团公司所属的龙家堡煤矿、金宝屯煤矿、梅河煤矿、西安煤矿地面主提升绞车均采用了双PLC加可控硅模块控制系统。

   

    该系统主控采用PLC控制，在主机的传动轴上增加2套光电编码器为采样数字的深度速度信号，双PIE双线制控制，安全保护完全具备《煤矿安全》(2006年版)所规定的全部安全保护内容，具有提升机运行过程控制双线制、关键控制点控制双钱制、关键安全保护双线制等；控制原则充分发挥PIE的数字化、网络化功能及计算功能，使提升机具有更完善的软硬件保护环节，各关键保护实现双线或多线制控制；操作系统具有手动：半自动、全自动检修、验绳及故障情况下应急开车等操作方式；整个系统和控制柜人性化、数字化、网络化，使控制系统各个设备之间成为一个有机的整体，操纵台与控制柜之间采用网络通信的方式，由于采用PLC控制，使电控设备之间的接线大大地减少，设备安装变得非常简便、快捷并具有较低的成本，还具有远程专家诊断功能。位置开关均为双线制或多线制，对液压站、润滑油站的油压通过油压传感器进行实时在线检测、监控。

   
     (3)煤矿井下采煤机、综掘机、主要扇风机、主排水泵等大型控制设备的核心元件均采用PLC，井下各种低压磁力启动器核心元件也逐步为PLC所代替。地面厂的数控机床等也已经采用了PLC控制，PLC控制系统便于操作，事故率低，不误动作，深受广大技术人员和职工的喜爱。

    从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生

产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在煤炭工业的众多领域发挥越来越大的作用。

参考文献：

[1] 林小峰．可编程控制器原理及应朋[M]．北京：高等教育出版社，1994．

[2] 田瑞庭．可编程控制器应用技术[M]．北京：机械工业出版社，1994．

[3] 张万忠．可编程控制器应用技术[M]．北京：化学工业出版社，2001．

[4] 梁冠英，等．PIE在矿井提升信号系统中的应用[J]．煤炭技术，2008，(1)．

 

                                                      收稿日期：2008—11—04；修订日期：2008—12一18

作者简介：张志(1964一)，男，吉林梨树人，工程师，现任辽源矿业集团公司动力部电气科科长。