基于S7—300PLC的带式输送机运输集控监测系统故障诊断功能设计

马平++丁宇辉++王春杰

摘 要：针对矿井皮带在线监控系统，由于硬件或现场特殊情况出现皮带不能正常开启或关闭现象，控制人员不能及时排查问题，提出了一种基于S7-300PLC的矿井集控系统故障诊断功能的设计方案。功能采用在软件编程的过程中，增加对过程中判断各参数监视记录功能，并通过组态软件提示，使系统控制人员随时了解皮带在运作的时候出现的各种故障原因。实际应用表明，该功能可有效保证系统在出现故障的时候，快速判断问题所在，并进行分析调整。

關键词：矿井皮带集控系统 故障诊断 PLC 在线监控

中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0111-02

随着煤炭行业高产高效的发展，矿井高效生产问题已成为制约煤炭行业的关键因素，皮带运输机作为一种连续输送物料的搬运机械，主要用来输送块状、粒状物料，它的运作安全直接影响到矿井的生产效率和安全，因此对皮带运输机保护系统的研究具有重要的意义。特别是在皮带运输过程中发生的一系列跑偏、堆煤、撕裂、烟雾、打滑，超温洒水等故障，不能及时排查诊断，这种情况下，工作的安全可靠性将会对矿井生产造成严重影响。现阶段，平煤集团中的一些矿井正在开展皮带房自动化建设工作，致力于实现在地面对皮带实际操作情况进行远程控制，然而，通常情况下运用远程监测的方式难以直观化对设备运行情况有一个全面化了解。有的时候尽管是增加了现场化的监视摄像头，但是依然会存在皮带开启过程中开不了或者是难以在相对较短的时间之内明确实际原因的问题，最终对安全生产造成严重威胁。所以，在此背景之下，作者设计了基于S7-300PLC的矿井皮带集控系统故障诊断功能，运用这个功能开展工作的时候，能够就皮带控制流程相关设备信号参数以及具体反馈情况加强判断，若存在影响皮带正常开启因素的时候，可以对现有现状与设备运行情况实施科学化储存，然后运用上位机组态软件开展有效读取与查询工作，有助于精确判断所开启的相关流程当中哪一个环节存在问题，或者是哪一个机械设备所提供的反馈信息没有达到相关条件，最终对现场故障实施有效判断，降低皮带维修停止时间，从根本上提升煤矿生产效率。

1 系统功能

平煤一矿有24条皮带，以往对于操作皮带的控制模式就是就地分台控制，基本无传感器保护，这种操作模式已经落后于现在科技型的工业生产，而且一旦出现故障，排查困难，很难及时有效地排除问题，耽误了工业生产。为保障有效的工作，需要对其进行自动化改造，以实现对故障的自动诊断功能，系统具备如下功能。

（1）全自动联动控制：实现整个皮带按照煤流集中开停作业，实现一键开停整条煤流运作。

（2）手动控制功能：皮带之间存在闭锁关系，针对单条皮带进行手动开关作业，但开启的顺序有一定的规定，必须按照煤流设定开停作业。

（3）检修控制功能：皮带单条开停，没有闭锁关系，不限制操作顺序，方便皮带检修时作业。

（4）流程监控功能：对皮带控制过程进行监控，实时监控皮带操作中的状态，判断皮带运行的当前状态。

2 控制系统硬件设计

根据设计原则要求，选用西门子S7-300系列PLC作为矿井皮带集控系统的控制核心，利用数字量输入模块的DI/DO口采集现场的开关量以及模拟量，即皮带的电机启动、电机停止等信号，利用模拟量输入模块AI/AO采集现场的模拟量，即电机的电机电压、电流、急停故障等信号。采用西门子网络模块进行和上位机通讯，诊断分析核心模块如图1所示。

3 系统软件设计

地面远控系统的运行便于实时监视皮带的详细参数以及故障报警信息，便于操作人员能够根据组态界面高效、准确地判断皮带的运行状态。

远控系统使用GE公司的IFIX5.0组态软件开发，有着相对较强的图符以及设备硬件驱动功能，可以在SI7驱动配置之下，实现西门子300PLC的便捷连接，进一步开发出相对灵活以及高效化的界面，并推动其在工控行业当中的有效使用。

借助IFIX组态软件所具有的事件调度功能，可以对皮带运行期间的相关故障参数变化情况进行实时监测，若是参数出现了不同程度上的变化，则需要将其及时插入到SQL数据库，并做好详细记录。

4 结语

对平煤一矿井下目前皮带设备信息进行分析，设计研究了井下皮带集控系统。

（1）建立了以西门子S7-300PLC为核心的皮带集控系统，实现了皮带设备的自动控制和设备状态的实时监测。

（2）通过组态IFIX软件开发了一套皮带集控系统监控界面，实时查看井下皮带的实时运行状态，快速对生产数据地处理。

（3）实现了皮带操作的过程监控，控制员能够及时掌握运行情况，当过程中出现问题，系统自动提示故障所在，减少故障停车时间。

煤矿的运输系统对保证矿井的正常生产起着非常重要的作用。该集控系统实现了平煤一矿皮带控制自动化，提高了对皮带的使用效率，减少了维护时间，提高了运输系统的监测和控制水平。皮带的操作在地面监控室中进行，以先进的国际化工业软件IFIX组态软件为平台显示在电脑屏幕上，通过对生产数据的采集和智能判断，分类提示给控制人员，大大提高了管理水平，改善了工作环境，有效合理地利用了现代化信息资源对工业生产进行辅助生产，改善了生产线冗长，操作不便利的现状，积极响应国家推进节能减排的号召。

参考文献

[1] 于学谦.矿山运输机械[M].2版.徐州：中国矿业大学出版社，1998.

[2] 陈松立.控制电器与控制系统[M].1版.徐州：中国矿业大学出版社，2001.

[3] 程周.电气控制与PLC原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2003：189-195.