摘要：為提高礦用掘進機運行的安全性可靠性以及自動化、智能化水平，以PLC為基礎設計了一種礦用掘進機電控系統，介紹該電控系統的組成及工作原理，并設計了該電控系統的硬件部分與軟件部分。經實際應用發現該礦用掘進機電控系統不僅運行更安全更可靠，而且更易維修，很好的滿足掘進機工作需求，具有一定的推廣應用價值。

　　關鍵詞：PLC;掘進機;電控系統;控制流程;軟件

　　0引言

　　目前的礦用掘進機一般采取的控制方法是機電一體化控制，掘進機控制方法的好壞關乎到礦井的安全運作以及生產效率的高低。對于礦井掘進機來說，其控制系統是整個設備的核心技術之一，也是最為關鍵的組成單位，只有先進且安全的控制系統作為保障，機器才可以正常的運行[1]。

　　縱觀我國的安全掘進機控制技術已經發展了幾十年，逐步形成了自己的一套發展路線，擺脫了之前一直依靠進口的狀態，從目前的發展形勢來看，我國的電控技術已經處在世界的前列，甚至在一些方面已經處在最尖端的位置。

　　1基于PLC的礦用掘進機電控系統

　　1.1控制系統組成

　　基于PLC的掘進機控制系統包括六大基本組成部分，分別為電源控制模塊、輸入控制及保護模塊、輸出控制模塊、傳感器模塊和顯示模塊。

　　1.2工作原理

　　在PLC在接通電源之后，正常情況下，整個主干電路會處于閉合狀態，此時系統會對各個輸入點的進行狀態點的檢測，看看是否存在控制信號;如果突然發生故障，在輸入保護端口會產生一個表征故障存在的信號，該信號為+24V的信號，系統接收傳遞過來的輸入信號，對其進行分析，判斷故障產生原因并處理，給出相應的指令控制電機的啟動或者是其他的一些操作指令，于此同時，將控制指令輸送到系統的人機交互端口，采集標志信息，保證對系統進行有效的監測與控制[2]。

　　2電控系統設計

　　2.1電控系統控制流程

　　對于整個掘進機電控系統進行操控，包含如下所示的一些流程，首先是進行控制系統的啟動，啟動之后再開啟油泵電機，再依次啟動轉載發動機和截割電機，這是整個系統的啟動流程，而關閉流程則執行與啟動時相反的操作流程[3]。

　　2.2主回路控制

　　一般情況下，掘進機的電控系統由四個基本部件組成，分別為相互隔離的回路開關、電阻電容吸收器、真空接收器和電流互感裝置。通常情況下，電機的啟動需要由1140V的大電壓加以控制[4]。系統的主回路處于閉合狀態時，真空接觸器也處于閉合狀態，尤其其他設備則可以正常運轉，而在這個過程中，接觸器扮演的是一個過濾電壓的角色，而后，電流互感器的作用則是保證PLC的控制端口可以順利的接收到電壓信號。

　　2.3控制回路

　　控制回路包括三個基本組成部件，分別是負責核心控制的主控單元、真空接觸裝置、中央繼電器。該系統的控制回路最為關鍵的部分就是系統的PLC控制中樞，本掘進機的電控系統可以接收到由控制系統傳遞過來的信號，運算器對該信號進行計算和處理，據此實現對輸出信號的輸出控制，由此就可以保證電機可以正常啟停。PLC控制器所起的作用是接收并處理信號，而后在輸出相應的控制信號[5]。

　　2.4保護與顯示回路

　　保護電路主要負責對系統進行漏電保護、高溫保護以及電機的保護等。而顯示回路則包含兩個部分，一是用于輸入指令的操作板，另一個是用于顯示系統狀態的顯示區域。

　　3主控制器設計

　　主控器在整個PLC電控系統中承擔著非常關鍵的作用，它包含三個主要模塊，分別是用以控制系統的電控模塊、保證系統供電的供電電路以及顯示系統狀態的顯示模塊[6]。

　　3.1PLC控制電路

　　在這套控制系統中，通過傳感器和相應的機械按鈕配合來實現對主控電路的控制。該控制系統的輸入信號包括一個模擬輸入信號和一個開關量輸入信號。其中，后者包括急停控制、溫度檢測以及傳感器信號等，主要都是一些安全控制或檢測信號，而反饋信號則包含系統的運行狀態、模擬輸入、電源自鎖等信號，相應的電源電壓為1140V、220V以及24V[7]。

　　3.2電源電路

　　由于整個控制臺包含幾種設備，而各個設備所需要的電壓又是不同的，總的來說，這些電壓主要包含六個類型(1)主回路中的三相高壓電流，為1140V;(2)低壓交流電，為220V;(3)用于控制報警裝置的110V的低交流電壓;(4)負責照明的24V的照明系統的控制電壓;(5)用于PLC原件供電的直流電電壓，為24V;(6)用于控制急停和傳感器的12V的工作電壓。

　　不管是何種電壓，都可以通過變壓器向系統提供相應的電壓，只有直流電壓才需要進行整流，而本質安全電路。

　　3.3通信與顯示電路

　　整個控制系統的通訊顯示模塊被設計成兩個模塊，固定控制基站和遙控檢測基站。控制系統會借助通訊電路，完成控制元件和基站的之間的通訊，兩個控制基站之間則采取無線通訊的方式進行遠程通訊。其中，SWER-1200ND數據傳輸模塊用于固定基站進行信號的收發工作，而有遠程監控需求時，就需要通過遙控基站完成對相應的遙控操作。

　　4系統軟件設計

　　整個系統的控制系統可以通過編程實現，而這款編程軟件名為STVEP7.2，可以對PLC元件做實時監控，保證正常的運行狀態，簡化了操作人員的安全檢查流程[8]。

　　5結束語

　　由于采用了PLC控制，使得新型的掘進機電控系統性能大幅改進，大大改善了以前的舊式控制系統存在的諸多不足，尤其具備更好的可靠性、而且維修難度也大大降低，并且還具備故障自檢的功能，在安全生產效率上有著極大的改進，足以滿足現在的經濟發展需求，自從該新型掘進機投入使用，一直保持著非常好的運行狀態。

　　參考文獻：

　　[1]孫大剛，張洋，張武鵬，等.掘進機電控箱懸置阻尼系統解耦及優化[J].太原科技大學學報，2018(02)：97-99.

　　[2]陽廷軍.遠程控制掘進機電控系統及保護功能設計[J].煤礦機械，2017(11)：80-82.

　　[3]魏驕.井下掘進機電控系統改良分析[J].機械管理開發，2017(10)：61-63.

　　[4]劉建華.EBZ160TY型掘進機電控系統接觸器存在問題與改進[J].煤礦機械，2015(03)：74-76.

　　[5]孟泓宇，郭彥敬.EPEC2024控制器在掘進機電控系統中的應用[J].現代礦業，2014(06)：46-48.

　　[6]李昂.掘進機電控箱的電控門鎖保護裝置研究[J].科技風，2013(03)：58-60

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