基于PLC的采煤机运行监测控制系统的研究.pdf

### 基于PLC的采煤机运行监测控制系统的研究 #### 1. 研究背景与目的 随着国民经济的快速发展，煤炭作为基础能源的需求不断增加，矿井生产效率和安全可靠性要求也随之提高。采煤机作为综采面核心设备，其稳定性和可靠性对煤炭生产影响重大。为了提高采煤机的工作效率，防止故障造成的经济损失，研究并设计了基于PLC的采煤机运行监测控制系统。该系统能够实时监测采煤机的运行状态，发现异常现象及时报警，并对故障进行初步分析和记录，以便于工作人员进行及时处理。 #### 2. 采煤机结构与功能介绍 采煤机主要由截割系统、牵引系统和液压系统等组成。牵引系统负责控制采煤机沿工作面不断移动，完成开采任务；截割系统是采煤机直接工作单元，实现割煤和装煤的任务；液压系统主要用于控制摇臂，保护截齿不被破坏。系统的稳定运行对于整个采煤过程至关重要。 #### 3. 采煤机运行监测控制系统功能要求 该监测控制系统设计的目标是确保信息监测的准确性及时性，具备以下功能： - 数据采集及分析：实时监测采煤机各部分运行状态，如电流、电压、电机温度等，并进行初步的数据分析处理。 - 故障诊断及记录：根据监测到的信号对采煤机运行情况进行分析处理，发现异常并记录。 - 故障报警：监测到异常情况时，及时发出报警信号，并根据预设程序进行相应处理。 - 信息传递与参数显示：将监测到的信息实时显示在控制中心的屏幕上，并以图表、曲线形式呈现。 #### 4. 系统整体结构设计 整个监控系统由感知层、传输层、网络层和应用层组成，通过三层构架，便于控制人员进行监测和故障处理。系统还包括电控系统、隔爆安全控制箱等关键部分，其核心是PLC控制层，能够实时对采煤机的工作状态进行监控和远程控制。 #### 5. 监测控制系统的抗干扰设计 由于煤矿井下工作环境恶劣，特别是空间狭小、供电电网电压波动大、电磁设备多，对监测控制系统的信息采集与传递准确性造成了严重影响。因此，需要对监测控制系统进行专门的抗干扰设计： - 电源滤波设计：在电源处增加电解电容，以减少电磁干扰的影响。 - 端接地处理：对控制系统的电气部分进行有效接地，以确保信号传输的稳定性。 - 远程控制能力：实现井上对井下采煤运行状态的实时监测和远程控制，确保及时响应。 #### 6. 研究结论 本研究设计的基于PLC的采煤机运行监测控制系统，显著提升了采煤机运行的自动化程度和稳定性，对保障采煤机安全高效运行具有重要意义。系统通过实时监测和故障预警，能够及时发现并处理故障，减少了停机时间，降低了生产成本，对提高煤炭生产效率和企业经济效益有着积极影响。 #### 7. 关键词 采煤机、监控设备、PLC、监测控制系统、抗干扰设计、故障诊断、实时监测 #### 8. 结语 文章中提到的“PLC”全称为可编程逻辑控制器，是自动化控制领域中的一种重要控制设备。该设备能够适应复杂的工业环境，广泛应用于工业自动化控制过程中。在采煤机运行监测控制系统中，PLC可以实现对各个系统的实时监测与控制，确保设备的稳定运行。同时，通过对监测数据的分析处理，PLC还能实现故障诊断和报警功能，为煤矿的安全生产提供了技术支持。因此，研究并应用基于PLC的监测控制系统，是煤矿机械化设备发展的必然趋势，对于提升煤矿安全管理水平和经济效益具有重要的现实意义。