基于PLC技术对皮带机集中控制系统的优化设计

基于PLC技术对皮带机集中控制系统的优化设计

郜磊

郜磊（淮南矿业集团谢家集一矿）

摘要：本文详细介绍了谢家集一矿皮带机系统其中一条皮带出现故障，后面皮带容易出现堆煤压车的问题。阐述了针对此问题而设计的编程思想，硬件组成以及软件设计。此程序的投入，使矿井皮带机得以有效安全的运行，具有较大的实用和推广价值。

关键词：皮带机系统PLC皮带压车

0引言

我们这次优化的皮带机系统由-817~-832主运皮带机、-804平巷皮带机和-700~-804下山皮带机组成，三条皮带的主要技术参数为：-817~-832主运皮带机带速3.15m/s，带宽1400mm，2台200KW电机驱动；-804平巷皮带机带速3.15m/s，带宽1200mm，一台55KW电机驱动；-700~-804下山皮带机带速3.24m/s，带宽1200mm，一台400KW电机驱动。三条皮带的电控系统采用的都是西门子PLC-300控制系统，下山皮带可控启动/停止系统采用的是CST/CSB可控系统，下山皮带机设计速度为3.24m/s，但正常运行时速度可达到3.4~3.5m/s。皮带机正常出煤时，我们采用的是各条皮带机就地顺序控制，启动时-817~-832主运皮带机、-804平巷皮带机和-700~-804下山皮带机依次按顺序启动，停车时-700~-804下山皮带机、-804平巷皮带机和-817~-832主运皮带机依次按顺序停止。但当前一部皮带出现故障，后面皮带机司机停车不及时，很容易产生前一部皮带机机尾被埋；因为下山皮带机CST/CSB可控启动/制动系统，在出现事故，按下急停时，CSB可控制动要延时12秒才能将皮带从全速降到零，所以如果-817或-804皮带出现故障，-804皮带立即紧急停止，即使下山皮带同时按下急停，也要经过12秒后下山皮带速度才能完全为零，在这段时间内，也很容易造成-804皮带机尾被埋。

1设计思想

皮带机系统正常工作时，启动时按-817~-832主运皮带机、-804平巷皮带机和-700~-804下山皮带机依次按顺序启动，停车时按-700~-804下山皮带机、-804平巷皮带机和-817~-832主运皮带机依次按顺序停止。我们设计思想是，当皮带机系统3条皮带任一条在正常工作出现故障时，其后面的皮带必须能自动停车，以防止本部皮带机尾被埋；同时因为下山皮带出现急停停车时，CSB制动要延时12秒才能将皮带从满速降到零，并且-804皮带机电机功率比较小，当前面皮带故障出故障，-804和下山皮带同时出现紧急停车，由于下山皮带制动的延时性，同样会把-804机尾压住，所以我们当前两条皮带出现故障时，我们要使下山皮带立即停车，而-804要延时一段时间停车，以防止-804机尾被埋。

2硬件组成

本系统硬件采用SIEMENS工控相关器件，控制系统由集控站(主站)和三条皮带分站组成，具体如下：

集控站PLC－300一台

-817皮带机分站PLC－300一台

-804皮带机分站PLC－300一台

下山皮带机分站PLC－300一台

STEP7编程器将编好的程序通过ＭＰI网下载到集控站和各个分站PLC－300中，每个分站通过DP网络将各自皮带的运行状况传递给集控主站，集控站PLC通过程序处理，将每条皮带故障信息传输给另外两条皮带PLC，并每条皮带PLC通过执行元件控制设备。

3软件设计

系统的软件设计基本按梯形图逻辑（LAD）编辑语言编制：

在Network1中，将-817皮带和-804皮带机故障从各自分站通过DP网络传输到集控台主站中

在Network2中，集控台主站PLC将-817皮带故障通过DP网络传输给-804（123）皮带分站PLC。

在Network3中，集控台主站PLC将-817皮带分站和-804皮带分站故障通过DP网络传输给下山皮带（513）分站PLC。

当-817皮带出现故障时，在图4中，在-817皮带分站程序就地控制启动程序段中，皮带故障中间点M10.7通过T37延时10s，断开就地启动中间点M15.1，使-817皮带停车。在图2中可知，-817皮带故障通过集控台主站传输给-804皮带。在图5中，-804皮带分站程序就地控制启动程序段中，-817皮带故障点I71.6通过T37延时10s，断开就地启动中间点M15.1，使-804皮带停车。在图3中可知，-817皮带故障通过集控台主站传输给下山皮带。在图6中，下山皮带分站程序就地启动程序段中，-817皮带故障点I61.5直接断开就地启动中间点M15.1，使下山皮带直接停车，同时，-817皮带故障点I61.5传递给CST/CSB可控启动/制动控制系统急停回路中，使下山CSB制动系统紧急制动刹车。

当-804皮带出现故障时，在图5中，在-804皮带分站程序就地控制启动程序段中，皮带故障中间点M10.7通过T37延时10s，断开就地启动中间点M15.1，使-804皮带停车。在图3中可知，-804皮带故障通过集控台主站传输给下山皮带。在图6中，下山皮带分站程序就地启动程序段中，-804皮带故障点I61.5直接断开就地启动中间点M15.1，使下山皮带直接停车，同时，-804皮带故障点I61.5传递给CST/CSB可控启动/制动控制系统急停回路中，使下山CSB制动系统紧急制动刹车。

当下山皮带出现故障时，在图6中，在下山皮带分站程序就地控制启动程序段中，皮带故障中间点M10.7断开就地启动中间点M15.1，使下山皮带停车。

4结束语

针对望峰岗矿三条皮带机就地控制，前面皮带出现故障时，由于后面皮带不能及时停车，造成前面皮带压车的现象，采用PLC技术，使当下山皮带出现故障时，直接停下山皮带，而前两部皮带正常运行；当-804皮带出现故障时，下山皮带自动停车，下山皮带CST/CSB可控启动/制动系统紧急制动，-804皮带延时10s停车，防止下山皮带CSB制动从皮带满速降到零过程中造成的-804机尾被埋压车；第一部-817皮带正常运行；当-817皮带出现故障时，下山皮带自动停车，下山皮带CST/CSB可控启动/制动系统紧急制动，-804皮带延时10s停车，防止下山皮带CSB制动从皮带满速降到零过程中造成的-804机尾压车，同理，-817皮带也延时10s停车，防止-804皮带运煤埋住-817机尾。通过基于PLC技术对皮带机系统控制的优化设计后，当-817或-804皮带出现故障时，下山皮带能及时的自动停车，防止了前面皮带机尾压车事故的发生，避免了皮带被压断，因负荷过大烧电机等重大安全隐患，节省了大量的人力和物力，保障了皮带机系统的输煤能力。