基于PLC煤礦井上膠帶機集控系統的設計

　　1 前言
　　隨著計算機和控制技術的飛速發展，廠礦采用上位機和PLC集中監控已越來越普遍，技術也越來越先進。本文以河北單侯煤礦井上膠帶機集控系統為例，研究開發了一種基于PLC的煤礦井上膠帶機監控系統，適合于當前工業企業對自動化的需要，目前實際投入運行控制工程網版權所有，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灤礦業集團，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，礦井地質儲量313.74Mt，礦井可采儲量177.08Mt，設計能力150萬噸/年，礦井服務年限81.4，于2006年10月正式投產。
　　單候煤礦井上膠帶機集控系統（見圖1）可分為兩部分：1，篩分車間系統;2，儲煤及裝車系統。
　　其中，篩分車間系統包括圖示的主井至篩分車間膠帶輸送機、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系統。
　　在設計上，要求該系統能夠實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實際情況靈活選用，確保在系統正常運行時操作靈活、易于維護，在系統出現故障或通訊中斷時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，并通過交換機直接與現場設備互聯，從而實現對現場設備的監控。

　　就地控制管理層由PLC，交換機和膠帶保護裝置組成。PLC是整個控制系統的核心，在本系統中，采用了西門子公司的S7-300。由于在實際中，儲煤子系統和篩分子系統有相互的閉鎖關系，因此，可將篩分子系統和儲煤子系統構建一個DP網絡（系統的通信原理圖見圖2）。所以，本系統PLC均采用 CPU315-2DP，在組網時，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柜中增加以太網模塊CP341，使得上位機通過交換機可以與現場級設備互連，從而實現集中控制。此外，膠帶運輸機沿線安裝了跑偏、堆煤、拉線開關等多種保護裝置，以便膠帶運輸機運行出現故障時控制工程網版權所有，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：上位機的組態監控軟件和現場PLC的編程軟件。