基于PLC煤礦井上膠帶機集控系統的設計

　　1 前言
　　隨著(zhù)計算機和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，廠(chǎng)礦采用上位機和PLC集中監控已越來(lái)越普遍，技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)。本文以河北單侯煤礦井上膠帶機集控系統為例，研究開(kāi)發(fā)了一種基于PLC的煤礦井上膠帶機監控系統，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動(dòng)化的需要，目前實(shí)際投入運行控制工程網(wǎng)版權所有，取得了很好的效果。
　　2 系統設計
　　2.1系統概況
　　單候礦井隸屬于河北開(kāi)灤礦業(yè)集團，位于河北省張家口市蔚縣涌泉莊鄉境內北方城村附近，是張市礦區中心地帶，礦井地質(zhì)儲量313.74Mt，礦井可采儲量177.08Mt，設計能力150萬(wàn)噸/年，礦井服務(wù)年限81.4，于2006年10月正式投產(chǎn)。
　　單候煤礦井上膠帶機集控系統（見(jiàn)圖1）可分為兩部分：1，篩分車(chē)間系統;2，儲煤及裝車(chē)系統。
　　其中，篩分車(chē)間系統包括圖示的主井至篩分車(chē)間膠帶輸送機、矸石轉載膠帶輸送機、矸石輸送膠帶機以及篩分車(chē)間內部所包含的六條揀矸膠帶輸送機、三條刮板機等設備;其余膠帶輸送機均屬于儲煤及裝車(chē)系統。
　　在設計上，要求該系統能夠實(shí)現就地控制與集中控制兩種控制模式，集中控制可以分為聯(lián)鎖控制和單機控制等多種控制模式，可以供操作者根據現場(chǎng)實(shí)際情況靈活選用，確保在系統正常運行時(shí)操作靈活、易于維護，在系統出現故障或通訊中斷時(shí)本地可以就地控制確保皮帶設備的正常運行，提高了系統的穩定性。
　　2.2系統硬件部分
　　整個(gè)系統從上往下可以分為兩層：集中控制管理層和就地控制管理層。集中控制管理層由兩臺上位機和一臺交換機組成。在系統運行中，兩臺上位機互為冗余，并通過(guò)交換機直接與現場(chǎng)設備互聯(lián)，從而實(shí)現對現場(chǎng)設備的監控。

　　就地控制管理層由PLC，交換機和膠帶保護裝置組成。PLC是整個(gè)控制系統的核心，在本系統中，采用了西門(mén)子公司的S7-300。由于在實(shí)際中，儲煤子系統和篩分子系統有相互的閉鎖關(guān)系，因此，可將篩分子系統和儲煤子系統構建一個(gè)DP網(wǎng)絡(luò )（系統的通信原理圖見(jiàn)圖2）。所以，本系統PLC均采用 CPU315-2DP，在組網(wǎng)時(shí)，篩分子系統作為master站，儲煤子系統作為slave站，并在篩分子系統PLC柜中增加以太網(wǎng)模塊CP341，使得上位機通過(guò)交換機可以與現場(chǎng)級設備互連，從而實(shí)現集中控制。此外，膠帶運輸機沿線(xiàn)安裝了跑偏、堆煤、拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)等多種保護裝置，以便膠帶運輸機運行出現故障時(shí)控制工程網(wǎng)版權所有，系統可以快速地作出反應。

圖2 系統通信原理圖

　　2.3系統軟件部分
　　本系統的軟件部分主要由兩部分組成：上位機的組態(tài)監控軟件和現場(chǎng)PLC的編程軟件。