吕家坨矿操车改造电控系统原理

吕家坨矿操车改造电控系统原理分析摘要：本文主要介绍改造后的新井操车PLC电控原理，该系统采用S7-300PLC实现对操车设备的控制。其结构简单，稳定性好，选用了先进生产设备，采用新工艺，提高了生产效率。关键词:操车S7－300PLC电控原理吕矿新井操车电控系统，原来采用传统继电器控制方式，传动装置采用风动和电动，由于长时间运行，设备老化，事故逐渐增加，维修费用高，已不利于生产发展需要，于是对设备进行改造，采用PLC控制、液压传动的工作方式。下面将介绍分析一下由PLC控制的井口操车电控原理。PLC简单介绍：PLC是为工业环境应用而设计的，它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行运算操作，通过输出控制，各种类型的机械生产过程，它具有可靠性高抗干扰能力强等特点，平均无故障运行时间，已高达几十万小时，用户在硬件方面只需确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线，可以通过修改程序，方便快捷适应工艺条件的变化，使用者不需具备计算机专门知识，很容易被技术工人掌握，维护极为方便。改造后电控设备构成：一台低压柜一台接触器柜一套操作台一台液压站一台PLC柜一台上位机前阻、井门、摇台、后阻、推车机、调车机系统特征：传动装置采用液压传动，电磁阀由PLC输出控制。通讯方式采用半双工串行通讯，由PROFIBUS来实现。负载主要由油缸和马达来控制。上位机在线监视功能，运行状态可以在上位机监控站屏幕上显示，直观明了，对查找故障非常方便。控制原理图：图1PLC接线原理图图2PLC硬件接线原理图系统结构和控制原理：PLC结构与原理：PLC电源模块PS3075A输入电压127AC，为其他模块供电，模块前面板上有LED指示灯，指示24V直流输出电压，24V直流送电/断电开关，下面有接线端子，带有保护盖。CPU模块采用CPU315-2DP用于控制总线上模块之间的数据传输，并执行用户程序，面板上有故障指示SF和运行指示RUN（绿色表示CPU执行程序）、直流电源指示DC5V、待机指示STOP（黄色表示CPU待机状态）。输入模块：用于控制系统送来的外部信号，转换成S7－300内部电平，可输入16路24V开关量信号。输出模块：用于将内部信号转换成控制系统外部信号电平，面板上有绿色LED指示灯，以指示各输出信号状态、输出高电平时绿色亮，输出低电平时绿色灭。面板上还有一个小门，里边是一个插拔型接线端子，用于接线，当接线端子首次插入模块时，与编码锁啮合，以便使此接线端子只能插在该模块上。（5）PLC原理：PLC的工作过程是周期扫描的工作过程，通过扫描完成输入点的状态，采集后进入程序执行阶段，进行相应的运算，然后进入输出刷新阶段，使输出映像寄存器中的输出继电器状态改变，通过一定方式输出驱动外部负载。本系统主要是将按钮或传感器发出的信号内部加工处理，输出给外部继电器执行生产任务。系统液压站结构及原理：主要由电源、油泵、电动机、电磁阀、温控仪等组成，主要用来产生压力，实现液压传动，通过电磁阀带油缸和马达实现推车、调车等具有超温、过压、液位保护，并且具有两套供油系统，其中一套备用。当使用中出现故障时通过操作台可很快的转到另一套运行。系统中操作台结构及原理：主要由按钮、转换开关、继电器、端子排、电源组成，功能为发出信号指令和接收指令，有手动、自动和点动3种转换方式上位机结构及原理：由主机、显示器、键盘、鼠标和适配器组成，其功能是在线监视离线或在线编程，查找故障、显示系统运行状态。井门、前阻、推车机等元件都受液压站控制，元件上都装有传感器。系统整体工作原理：当罐笼提升到位后，起动液压站将井门打开，用调车机将物料车调至后阻，然后依次打开前后阻，用推车机将物料推至罐笼内，然后推车机后退关闭前后阻，实现一次循环，以上动作均由PLC控制电磁阀来实现。下面以推车机为例说明动作原理，如图3：图3推车机正向梯形图当信号发出提物后将井门打开，I0.1、I0.2闭合，前后阻先后落下后I0.3、I0.4闭合，按下推车正向按钮I0.0闭合，内部继电器Q0.0得电并自锁，DO模块有输出带动操作台KA0继电器吸合，其常开点带电磁阀线圈，电磁阀带电后油路接通使马达转动，驱动推车机前进，当按下停钮I0.5断开、Q0.0断电、KA0断电推车机停止。推车机操作过程中均实现了闭锁关系。比如井门打不开不能推车等。六、结论：改造后的的操车系统接线变得简单，维修方便，故障率降低了80％以上，效率提高了20％，维修费用每年节省12.3万元，电费每年节约8万元，设备稳定性、安全性提高了，以修改程序的设置参数的方式解决了以往更换元器件或改变电气线路的方式，PLC控制取代继电器控制已成为煤矿技术改造发展的趋势。参考文献：1.张进秋陈永利张中民《可