呂家坨礦操車改造電控系統(tǒng)原理

呂家坨礦操車改造電控系統(tǒng)原理分析摘要：本文主要介紹改造后的新井操車PLC電控原理，該系統(tǒng)采用S7-300PLC實現(xiàn)對操車設(shè)備的控制。其結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，選用了先進生產(chǎn)設(shè)備，采用新工藝，提高了生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞:操車S7－300PLC電控原理呂礦新井操車電控系統(tǒng)，原來采用傳統(tǒng)繼電器控制方式，傳動裝置采用風動和電動，由于長時間運行，設(shè)備老化，事故逐漸增加，維修費用高，已不利于生產(chǎn)發(fā)展需要，于是對設(shè)備進行改造，采用PLC控制、液壓傳動的工作方式。下面將介紹分析一下由PLC控制的井口操車電控原理。PLC簡單介紹：PLC是為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行運算操作，通過輸出控制，各種類型的機械生產(chǎn)過程，它具有可靠性高抗干擾能力強等特點，平均無故障運行時間，已高達幾十萬小時，用戶在硬件方面只需確定PLC的硬件配置和I/O的外部接線，可以通過修改程序，方便快捷適應(yīng)工藝條件的變化，使用者不需具備計算機專門知識，很容易被技術(shù)工人掌握，維護極為方便。改造后電控設(shè)備構(gòu)成：一臺低壓柜一臺接觸器柜一套操作臺一臺液壓站一臺PLC柜一臺上位機前阻、井門、搖臺、后阻、推車機、調(diào)車機系統(tǒng)特征：傳動裝置采用液壓傳動，電磁閥由PLC輸出控制。通訊方式采用半雙工串行通訊，由PROFIBUS來實現(xiàn)。負載主要由油缸和馬達來控制。上位機在線監(jiān)視功能，運行狀態(tài)可以在上位機監(jiān)控站屏幕上顯示，直觀明了，對查找故障非常方便。控制原理圖：圖1PLC接線原理圖圖2PLC硬件接線原理圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制原理：PLC結(jié)構(gòu)與原理：PLC電源模塊PS3075A輸入電壓127AC，為其他模塊供電，模塊前面板上有LED指示燈，指示24V直流輸出電壓，24V直流送電/斷電開關(guān)，下面有接線端子，帶有保護蓋。CPU模塊采用CPU315-2DP用于控制總線上模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸，并執(zhí)行用戶程序，面板上有故障指示SF和運行指示RUN（綠色表示CPU執(zhí)行程序）、直流電源指示DC5V、待機指示STOP（黃色表示CPU待機狀態(tài)）。輸入模塊：用于控制系統(tǒng)送來的外部信號，轉(zhuǎn)換成S7－300內(nèi)部電平，可輸入16路24V開關(guān)量信號。輸出模塊：用于將內(nèi)部信號轉(zhuǎn)換成控制系統(tǒng)外部信號電平，面板上有綠色LED指示燈，以指示各輸出信號狀態(tài)、輸出高電平時綠色亮，輸出低電平時綠色滅。面板上還有一個小門，里邊是一個插拔型接線端子，用于接線，當接線端子首次插入模塊時，與編碼鎖嚙合，以便使此接線端子只能插在該模塊上。（5）PLC原理：PLC的工作過程是周期掃描的工作過程，通過掃描完成輸入點的狀態(tài)，采集后進入程序執(zhí)行階段，進行相應(yīng)的運算，然后進入輸出刷新階段，使輸出映像寄存器中的輸出繼電器狀態(tài)改變，通過一定方式輸出驅(qū)動外部負載。本系統(tǒng)主要是將按鈕或傳感器發(fā)出的信號內(nèi)部加工處理，輸出給外部繼電器執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)。系統(tǒng)液壓站結(jié)構(gòu)及原理：主要由電源、油泵、電動機、電磁閥、溫控儀等組成，主要用來產(chǎn)生壓力，實現(xiàn)液壓傳動，通過電磁閥帶油缸和馬達實現(xiàn)推車、調(diào)車等具有超溫、過壓、液位保護，并且具有兩套供油系統(tǒng)，其中一套備用。當使用中出現(xiàn)故障時通過操作臺可很快的轉(zhuǎn)到另一套運行。系統(tǒng)中操作臺結(jié)構(gòu)及原理：主要由按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、繼電器、端子排、電源組成，功能為發(fā)出信號指令和接收指令，有手動、自動和點動3種轉(zhuǎn)換方式上位機結(jié)構(gòu)及原理：由主機、顯示器、鍵盤、鼠標和適配器組成，其功能是在線監(jiān)視離線或在線編程，查找故障、顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)。井門、前阻、推車機等元件都受液壓站控制，元件上都裝有傳感器。系統(tǒng)整體工作原理：當罐籠提升到位后，起動液壓站將井門打開，用調(diào)車機將物料車調(diào)至后阻，然后依次打開前后阻，用推車機將物料推至罐籠內(nèi)，然后推車機后退關(guān)閉前后阻，實現(xiàn)一次循環(huán)，以上動作均由PLC控制電磁閥來實現(xiàn)。下面以推車機為例說明動作原理，如圖3：圖3推車機正向梯形圖當信號發(fā)出提物后將井門打開，I0.1、I0.2閉合，前后阻先后落下后I0.3、I0.4閉合，按下推車正向按鈕I0.0閉合，內(nèi)部繼電器Q0.0得電并自鎖，DO模塊有輸出帶動操作臺KA0繼電器吸合，其常開點帶電磁閥線圈，電磁閥帶電后油路接通使馬達轉(zhuǎn)動，驅(qū)動推車機前進，當按下停鈕I0.5斷開、Q0.0斷電、KA0斷電推車機停止。推車機操作過程中均實現(xiàn)了閉鎖關(guān)系。比如井門打不開不能推車等。六、結(jié)論：改造后的的操車系統(tǒng)接線變得簡單，維修方便，故障率降低了80％以上，效率提高了20％，維修費用每年節(jié)省12.3萬元，電費每年節(jié)約8萬元，設(shè)備穩(wěn)定性、安全性提高了，以修改程序的設(shè)置參數(shù)的方式解決了以往更換元器件或改變電氣線路的方式，PLC控制取代繼電器控制已成為煤礦技術(shù)改造發(fā)展的趨勢。參考文獻：1.張進秋陳永利張中民《可