摘要：本文分析皮带运输机的应用与发展、PLC的定义与工作原理、PLC在皮带运输中的应用结构，以及PLC在皮带机控制系统的功能。
关键词：皮带运输机；PLC控制；技术应用
引言：煤矿生产运输过程中，都需要安装一些皮带运输机运输煤炭。传统的控制方式，一般都是由人工操作实现。在煤炭运输过程中经常出现一些像托辊、皮带跑偏等故障，进而给煤炭连续生产运输留下很多安全隐患。利用人工调试，不可避免要出现误差，甚至一些隐患难以消除，容易给生产造成损失。近年来逐步引用了PLC控制技术，彻底改变了人工控制精度不高的现状，让皮带运输机也能始终保持良好的运行状态，并预警和避免一些事故的发生。
1 皮带运输机的应用与发展
1）应用现状。现在国内顺槽可伸缩式皮带运输机、大倾角长距离皮带运输机成套设备等都已发展起来。元部件的生产和关键技术研发也已成熟，许多软启动和制动设备相应伴随应用。如今衡量其性能主要是从运输距离、运输量、带速和驱动总功率等指标进行。①控制系统。PLC控制的应用，与日本、德国等国家采用高档的PLC（计算、存储、逻辑推理等）相比还有很大差距。②保护装置。现只有简单的防跑偏、打滑、堆煤、超温和洒水等装置，安全性和灵敏度还不够。国外先进的则有急停闭锁开关、滚筒温度控制和纵向撕裂等保护装置。③种类上。国内矿用皮带运输机种类单一，受地理环境影响，实际运用效率大大降低，有待于研发特殊型专用皮带运输机。2）发展方向。①设备大型化。随着矿井大型化的发展，皮带运输机的运输能力也要跟进。要求皮带运输机更长，运量更大，可靠性更高。②元部件可靠化。元部件的性能和可靠性是决定皮带运输机性能的关键，因此应注重技术创新，以提高安全能力。③功能多元化。将皮带运输机进行适当的修改和完善，实现功能多元化的效果很有必要（运料、运人和双向运输等）。
2 PLC的定义与工作原理
PLC可编程逻辑控制器是一种工业控制应用的软件，主要用来代替继电器实现逻辑控制的目的。它是以“顺序扫描，不断循环”的方式工作的。PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好程序，并存于用户存储器中。然后按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描。如果无跳转指令，就从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至结束。之后再重新返回第一条指令，开始下一轮扫描。而每次扫描期间还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等。PLC运行的一个扫描周期，要经输入采样、程序执行和输出刷新三阶段。输入采样：先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。执行：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应运算和处理，结果再写入输出状态寄存器中，其所有内容随着程序的执行在改变。输出刷新：所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态则在输出刷新阶段送至输出锁存器，并通过一定的方式输出，进而驱动相应输出设备。
3 PLC在皮带运输中的应用结构
1）主要框架。①地面控制中心。核心部分就是综合操作台。系统控制中心和井下控制点的距离相隔一般较远，为能完成监控，主要采用上位机实现远程监控。而在PLC控制系统中，主要以手动和自动控制工作方式。自动控制，主要是操作台通过发送控制信号到可编程控制器，按照设定的系列相关操作实现现场皮带运输机开停，且能对各设备进行实时监控。手动控制主要是为自动控制作补充。操作人员可根据操作台上显示数据，对突发情况进行紧急处理。操作台内装有信号转换器和隔离继电器，一般设置两个上位机，且采用双CPU冗余控制（一备一用）。②井下皮带运输机分站。核心元件为可编程控制器，通过控制皮带运输机实现全井下运输。可编程控制器，用于就地、集控、检修工作方式，程序实现系统控制。各皮带运输机控制分站通过PLC上的通讯接口模块，接入井下ControlNet网，从而将分站的监测信息传到地面，并形成监控网络。2）设备构成。现以控制部分核心器件采用西门子S7-300系列PLC为例，分析集控、就地和检修等多种工作方式的灵活性及选择，以保证系统可靠运行。控制部分设备，配置控制柜、操作台各一台，配备工控机和组态软件等。①控制柜。其不但能控制输送机，还管辖和保护系统、变频设备和供配电体系等交流。主控制箱核心器件功能：以工业接口(Profibus-DP)与变频设备相连，保证变频设备参数搜集与输出顺利；PLC输出模板利用中间继电设备外接线；PLC配置设Ethernet(以态网)通讯。将TCP/IP协议和调度平台电脑互联网相连，上传监控参数，确保控制监控功能的实现，并允许远程编程和远距离故障判断。②操作台。具有监督和控制作用，设置按钮、指示灯等。能转换工作模式，如集控、就地、检修方式，以便于观察、检修与操作等工作安全进行。③工控机和组态软件。工控机中安装组态软件，可与控制系统中的主站PLC通过以太网通讯。这样利用组合动态画面直接灵活的体现了集控体系不同机器工作状态与故障状况，又可对所有被控设备实现联锁控制，还具有各种报表显示、打印功能。④保护装置。采用专用保护系统，可实现输送机打滑、超速、堆煤、烟雾、跑偏、急停闭锁、电机外壳温度、驱动滚筒温度、洒水、纵撕等保护。如设置的总线式急停闭锁开关、跑偏保护、检查效率和弱化打滑等。配置带速检测设备，可对任一输送机胶带线速度监督和控制。
4 PLC在皮带机控制系统的功能分析
1）控制功能。在全井下运输系统中，具备的自动和手动控制方式，这就能起到很好的控制功能。运输中发生故障，只有在故障排除后，摁下微机控制箱上的故障复位按钮，皮带运输机才会重新启动。正常运行中，按下电控装置的正常起车按钮，系统则会按预定的自动控制程序进行，并通过传感装置将系统的信息传送给控制中心，进而可对数据进行分析，以实现整体控制。2）保护功能。①沿线故障保护。对运输距离较长的，设置沿线配套保护开关。它采用的是一种故障地址识别装置，可对沿线闭锁开关的跑偏、纵撕、闭锁等故障与故障地址、停机信号进行处理、显示。②电机温度保护。皮带运输机主电机定子绕组装入热电阻，可将电流信号换算为电机温度，超过设定值时，系统会立即停车，以保护电机不被烧毁。③电机电流保护。将主电机电流经过电流变送器输出电流信号，只要检测出电流超过额定值，也会立即停车。待故障处理好，在恢复运行。
结束语：PLC在皮带运输机控制中应用后，的确能避免许多故障的发生，有效克服了人工控制精度不高等问题，大大提高了煤炭运输的效率，切实保障了运输的安全。但是，PLC应用的集控装置应采用高度的自动化控制技术，以实现更安全、更高效的运输效果。
参考文献：
[1]王彦勇.基于PLC的皮带运输机控制系统设计[J].建材技术与应用，2014(10).
[2]贾丽伟.PLC控制技术在煤矿皮带运输机上的应用[J].山西煤炭管理干部学院学报，2015，4：49-50.