論文類別：專家論文
作 者：宋志宏
所在地區(qū)：煤炭自動裝車控制系統(tǒng)設計研究
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摘 要：
［摘要］針對目前煤炭人工控制裝車，自動化水平較低且易造成裝載量不合理的現狀，設計一套以PLC為控制核心的煤炭自動裝車控制系統(tǒng)，并利用工控機作為上層監(jiān)控核心設備。系統(tǒng)可實現無人干預下的自動裝煤，且可實現裝載量恒定，有效解決目前裝車中超載以及虧載的問題。應用測試表明，系統(tǒng)具有自動化控制、可靠性高、安全經濟的優(yōu)勢，可為企業(yè)增加可觀的經濟效益。
�。坳P鍵詞］煤礦；裝車；控制系統(tǒng)；自動化；PLC
煤炭作為我國的基礎能源，在我國能源結構中占有舉足輕重的位置［1-2］。我國的煤炭資源分布并不均勻，煤炭需要由原產地煤場運輸到全國各地加以利用。因此，煤炭的裝載運輸就成為較為重要的一環(huán)［3］。但是，目前煤礦煤場裝車主要是人工干預下的半自動化控制，時常造成裝載量超載或者虧載的現象，造成很大的人力物力的浪費，給企業(yè)帶來了很大的經濟損失。本文針對這種現狀，提出開發(fā)一種基于PLC控制并利用上位機進行監(jiān)控的煤炭自動化裝車控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現自動控制裝車，根據實際情況調整控制裝煤流量以及裝煤量，有效實現準確裝煤，減少工人工作量，同時保障裝車工作安全，提升自動化水平，切實為企業(yè)增加經濟效益。
1總體方案簡介
目前煤礦煤炭裝車多采用人工控制的半自動化方式，利用稱重系統(tǒng)邊稱重，邊人工調整，裝車人員依靠經驗，時常造成裝載量不準確且效率低，因此，自動化定量裝煤控制系統(tǒng)成為迫切需求［4］。本文所設計的煤炭自動裝車控制系統(tǒng)主要由傳感器檢測模塊、網絡通訊模塊、控制模塊、執(zhí)行模塊以及上位機監(jiān)控模塊組成。該系統(tǒng)簡要工作過程為：當運煤車進入煤倉下方穩(wěn)定后，系統(tǒng)通過重量、位移等傳感器模塊采集檢測車輛信息，反饋給程序控制器，在確認車輛后，啟動給煤設備以及輸送設備，變頻器可根據給煤總量調整給煤機給煤速率，并通過皮帶秤對給煤量稱重后進入運煤車，檢測設備實時監(jiān)測裝煤量以及車廂質量直至達到設定量，系統(tǒng)停止給煤機輸送機，實現自動化定量裝煤控制。系統(tǒng)整體結構如圖1所示。
2系統(tǒng)的整體設計
綜合考慮了煤礦的復雜運行環(huán)境、煤礦運作對安全性、可靠性的嚴格要求以及開發(fā)成本等多方面因素，選用在工業(yè)控制中開發(fā)技術已十分成熟的PLC作為煤炭裝車自動化控制系統(tǒng)開發(fā)的基礎，并利用上位機作為監(jiān)控系統(tǒng)核心設備，實現系統(tǒng)的可視化、在線監(jiān)測控制功能�？刂葡到y(tǒng)的硬件設備包括PLC、變頻器、工控機、通信設備線路等。該系統(tǒng)PLC選用德國西門子公司設計生產的中型S7-300系列，CPU選擇功能較為穩(wěn)定且強大的CPU315-2DP，該系列PLC采用模塊化設計，結構緊湊，適用各種工業(yè)環(huán)境。變頻器則選用ABB公司生產制造的ACS800-11型，對給煤機電機工作電源的頻率進行轉換與調整，以達到對給煤量的變頻控制［5］。系統(tǒng)通過變頻器與PLC的配合，實現對電機的安全高效控制。系統(tǒng)硬件結構如圖2所示。
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