基于PLC 和组态的多源物料自动配料系统设计

闫善飞

（河北工程大学 机械与装备工程学院，河北 邯郸 056038）

随着优质煤炭资源的开采，许多矿井已临近枯竭，不少煤矿企业预计开采“三下”资源，而充填采煤技术正是解决“三下”压煤的一种重要手段[1-2]。充填物料主要包括充填骨料、胶凝材料以及水，煤矿井下充填技术主要是指将这几种物料按比例均匀混合后，通过皮带运输至采空区，经过推压密实以到达对上覆岩层的支撑作用，其中物料的精准混合是影响充填质量的关键因素。为了控制好配料精度，改善工人作业环境，降低劳动强度，提高工作质量，确保煤矿井下可持续作业生产，因此组建了管理与控制为一体的自动配料系统，实现对充填物料的快速准确配料，这在加强对上覆岩层的控制以及落实建设绿色矿山上都发挥着积极作用。

1 系统构成

煤矿井下充填系统分为配料系统、搅拌系统以及运输系统，是集矸石、胶凝材料以及水的运输、配置、混合搅拌为一体的系统工程。所需要的矸石以及粉料均可通过皮带分别输送至不同的储料仓以备使用。整个配料系统由工控机、PLC、皮带秤、搅拌输送机、皮带等部分组成，自动配料控制系统采用上位机管理、PLC 控制的原则来进行设计[3-4]（配料工艺流程如图1 所示）。

图1 配料工艺流程图

2 系统硬件设计

本系统[5-6]下位机选用西门子S7-1200 型PLC，它具有较高的处理速度、较多的I/O 点、适用范围广、结构灵活等优点。上位机选用互视达厂家的工控触摸一体机，具有防震、防爆、防燃以及高稳定性等特点，能够与西门子PLC 之间实现无缝通讯，具有储存配方等功能，二者通过PROFINET通讯，控制各个机械零部件协同工作，完成任务（系统总体框架如图2 所示）。……