基于PLC的全断面煤巷掘进机控制系统分析.pdf

在深入探讨基于PLC的全断面煤巷掘进机控制系统之前，首先要了解PLC（可编程逻辑控制器）的定义和功能。PLC是一种用于工业自动化控制的数字运算操作的电子设备，它能够根据用户程序指令来对各种类型的机械或生产过程进行控制。PLC通常包括一个CPU、存储器、输入输出接口，并能进行数字或模拟输入输出，因此非常适合用于控制掘进机这样的复杂设备。 在掘进机控制系统设计中，PLC能够实现对掘进机工作的监测和控制，保证掘进机按照预设的路径和模式高效工作。控制系统的关键在于对掘进机主要控制要求的分析，如传感器执行器、人机交互、刀盘驱动等的控制。传感器用于检测掘进机的工作状态，如位置、速度、压力等，执行器则根据PLC发出的指令执行具体的动作，如调整掘进机方向、速度等。 根据提供的文档内容，分析全断面煤巷掘进机控制系统，需要关注以下几个关键技术点： 1. PLC控制系统的硬件组成：文档提到使用了西门子品牌S7主控制单元300系列PLC。这种PLC具有较强的集成控制能力，比如可以进行模拟量获取和通讯端口功能。西门子S7-300系列PLC的特点包括强大的数据处理能力、快速的位操作指令、以及丰富的功能块（FC，FB，DB）和数据块（DB）存储功能。 2. 控制系统的结构：全断面掘进机控制系统由多个主要部分组成，包括PLC主控单元、人机界面（HMI）、操作台、远程箱、外部检测系统、视频数据监控系统以及刀盘驱动系统。这些部分协同工作，确保掘进机的操作人员可以实时监控设备状态，并与监控中心共享数据。 3. 输入输出程序的结构：文档提到的TPM结构指的可能是针对PLC编程的结构，它包含传感器输入、图像输入、处理操作、图像输出和输出执行器。这种结构能够适应复杂的工作环境和基础，因为它们可以灵活地调整输入和输出之间的逻辑关系。 4. 人机交互控制程序：人机交互界面的设计是控制系统的重要部分，需要展示当前的运行状态信息，并提供数据共享和远程监控的功能。这对于操作人员理解掘进机的工作状态，及时调整工作参数或响应异常情况至关重要。 5. 刀盘驱动程序：刀盘驱动系统能够控制多台变频电机，对掘进机切割头的运动进行精确控制。由于掘进机工作环境恶劣，电机的控制需要具备一定的抗干扰能力和高可靠性。 6. 维护与更新：基于PLC的控制系统具有后期维护方便、数据远程自动上传等优势，便于未来系统故障的快速诊断和升级改进。这为掘进机在长期使用过程中的性能保持和效率提升提供了有力支持。 综合来看，基于PLC的全断面煤巷掘进机控制系统分析有助于我们更好地理解掘进机的控制逻辑，提升设备的操作精确性和可靠性，减少故障率，进而提高煤矿开采的生产效率和安全性。通过自动化技术与设计，可以在保证作业安全的前提下，推动煤矿开采行业的技术进步。