米永贞

摘要：皮带运输机具有运量大，维护简单，操作方便等优点，已被广泛应用于国内各行各业，特别是煤矿行业，当前几乎所有的煤矿企业都已离不开皮带运输机，但人们在实际应用皮带运输机时，也发现皮带运输机时常会发生皮带跑偏、撒料、打滑、发出异常噪声、皮带发生断裂、减速机发生断轴等故障，这些现象的出现已严重影响到皮带运输机的安全、高效运行。对此，想方设法的改善运输机保护系统，使其更完备，更先进也显得越来越重要。就皮带机运行现状而言，可依据皮带运输机常发生的各种故障，把传感器安装于相应的故障区，一旦发现皮带运输机即将发生故障，装设的传感器可把皮带运输机运行情况第一时间传递给PLC，然后由PLC控制系统进行相应的调整控制，以改善皮带机运行状况，更好的保障安全生产。

关键词：煤矿开采；皮带运输；集控系统；设计；PLC技术

一、PLC控制系统的硬件设计

（一）PLC的选型

在该系统中所用的可编程控制器为西门子S7-400，该控制器是由西门子公司生产的，属于S7系列产品中一特别控制产品，其最大特点是PLC采用程序存储式控制，内部处理采用无触点方式，具有自诊断功能，PLC内采用了专门的抗干扰措施，现场环境适应能力强等。现在的工业控制系统都为自建局域网，采用集中控制，所以对于现代企业来说，可编程控制器可应用于很多领域，尤其是大型工矿企业中的应用最为突出、有效。

（二）电机控制回路的设计

在现在大型煤矿企业的胶运主运输皮带和顺槽皮带，多为三台或者最多八台电机联机运行，其中一台设为主驱动电机，其他跟随主机的变化而变化，中间都采用PLC集中控制，再通过区域网传输到地面集控室，实现全方位、整系统监测、控制一体化。

二、PLC控制系统的软件设计

在设计PLC程序之前，首先应纵览全局对设计过程中可能用到的输入点与输出点有一个大致了解，以便在配置PLC型号时能更科学、更合理的进行选择。在编制控制系统主程序时，具体编制的程序功能应完善，并应具有人性化特点，不仅能实现集控室对全部设备的一键控制，并且设备与设备之间、皮带与皮带之间实现互相连锁功能；还能使手动启动停止、自动启动停止以及全线启动停止间可实现彼此灵活转换，这样可使整个控制系统的整体灵活性更强。

（一）I/O地址分配

应按照实际需求来大致估算PLC的FO点数，把确定的数据计算好后，再去购买相应型号的具体设备。应依据FO地址分配来确定FO模块上的电路连接以及FO模块上的功能，以便让PLC实际程序地址挨个对应于设备，以大幅缩短PLC处理故障时间。应不断优化，规范FO地址分配，在编程时，可让功能相似的FO地址分配与1/0设备程序放置在一块编写。这样一方面更便于管理，另一方面编读程序也会更加简便。

（二）设计主程序

系统主程序主要控制的是电机运转，同时负责调度与管理整个程序。主程序的控制方式大致可分为3类：全线启动与停止、自动启动与停止、手动启动与停止。对于前两种控制方式信号向PLC的输送主要借助的是传感器，然后再执行内部逻辑的电路控制，对于第三种控制方式，对电路的控制主要由外部继电器独立完成，无需经过PLC。

（三）设计故障程序

可安装很多传感器于皮带机可能出现故障的部位，当皮带机发生故障后，装设的传感器可第一时间把故障信息报告给PLC，经PLC分析处理后，然后再把控制指令传送至控制电路，控制电路控制故障指示灯亮，表明该部位发生了故障。故障指示系统发出报警后，相应的皮带机停止运行，直到成功排除故障后，按下复位按钮，故障指示灯变绿后，皮带机才能正常运行。

三、PLC技术在集控系统设计中功能效用的提升策略

（一）提升监控功能

这就要求在皮带运输设备安全故障发生时，应对安全故障源及时进行监测，并在同一时间传送出去警报信号，通过分析处理PLC技术，并结合集控系统的协调控制功能，使PLC技术的故障监测功能尽可能快地启动，与此同时将所有正在运行的运输系统关闭，待故障得到有效的解决之后，方可重新投入生产。

（二）提升数据信息处理功能

集控系统在日常开采过程中应对皮带运输设备的运输总量、煤炭资源的总重、运输设备的运行状态、潜在安全故障等信息有一个总体的掌握，并对皮带运输设备的实时运输状态进行监测，以此实现对数据信息的分析处理。

（三）提升监管功能

若想使集控系统的监管功能提高，就需要将对各部分监管功能的协调统一实现，并配备中文的使用详解，在保证监管人员都能够熟练操作的同时，使对煤矿皮带运输集控系统的全面监管以及高效监管实现，虽然集控系统中的每台运输设备都处在全面监管的状态之中，但高速有效地监管不仅可以使人力资源和物力资源的浪费最大限度地降低，还可以使集控系统的监管水平最大限度地提升，进而确保煤矿开采的安全高效运行。

四、结语

煤矿皮带运输集控系统随着我国科学技术手段的不断更新而更加具有先进性、安全性、高效性以及集成性，因此在设计和研究煤矿皮带运输集控系统时，一定要对煤矿开采现场环境的调查充分重视，在尽可能贴近生产实际的基础之上，对先进的科学技术充分利用，从而设计出更具实效性的集控系统，以此使煤矿开采的安全高效运行实现。

参考文献：

[1]孙世珂，邵国良，曲祖俊，等.矿山运输皮带PLC智能控制系统的研究与应用[J].数字技术与应用，2013（6）：29.

[2]王洋，闫晓飞，彭芳，等.PLC在皮带运输机远程控制系统的应用[J].信息通信，2014（1）：273.

[3]常春，劉鹏飞，幸奠军，等.负载智能跟踪监控技术在皮带运输系统中的设计与应用[J].煤矿现代化，2013（3）：68-69.