PLC技術在礦山機電控制中的應用研究

王丹丹

(陜西澄城董東煤業(yè)有限責任公司，陜西渭南 715200)

0 引言

在當前的礦產(chǎn)開發(fā)過程中,通常會應用到PLC技術,而隨著PLC技術在礦山機電控制中的應用,極大的提高了礦山機電的自動化水平,從而大幅度提高了礦產(chǎn)資源的開發(fā)水平,然而就PLC技術在礦山機電控制中應用的實際情況而言,為了進一步提高PLC技術的水平,還必須加大對其的分析研究力度。本文從機電存在的缺點出發(fā),對PLC技術進行了深入的分析,然后對PLC技術在礦山機電控制中的應用進行了詳細闡述。希望能夠起到拋磚引玉的效果,使同行相互探討共同提高,進而為我國礦業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。

1 PLC技術的含義

我國對PLC技術的定義有很多種，與礦山領域相關的描述是，在工業(yè)環(huán)境中使用的，能夠操作數(shù)字運算系統(tǒng)并且能夠編程的控制器。可編程的存儲器是其采用的主要形式，其存儲指令包括，算術、技術、計時和排序控制以及邏輯控制等等，將指令進行多種方式的輸入和輸出來對各種應用設備進行控制。方便與增加功能和利于工業(yè)控制體系構成的系統(tǒng)原則，是這種控制器和其相關設備設計的建立基礎。PLC技術的系統(tǒng)組合十分靈活。并具有很多優(yōu)點，如很強的抗干擾性、柔韌性、可靠性、能夠在線更改、方便等等。PLC在礦山機電控制中的應用越來越廣，并逐漸無可替代。繼電器控制設備是我國礦山領域以前應用的設備，硬件的接線是其采用的主要形式，并有觸電的并聯(lián)或串聯(lián)進行繼電器的控制，因為接點較多，連線較復雜。這種設備一般占地面積較大，并且擁有很大的能耗量，而且一旦形成系統(tǒng)，就很難改變其設定的功能和特性。并且在運用中，這種繼電器的可靠性不強，觸點很容易出現(xiàn)變動，限制設備的伸縮性和靈便性。這些觸點的變動，還會在每次開關時，產(chǎn)生磨損，而造成設備的提前老化。因此，與PLC技術相對于傳統(tǒng)的繼電器而言，表明了我國礦山機電控制設備應用的極大進步。

2 PLC技術在礦山生產(chǎn)中的應用

2.1 PIC對礦山老式提升機進行改造

通過PIC對礦山老式提升機進行改造對提升機直流主電機和機械部分進行保留的前提下，使用可編程的控制器和大功率的晶閘管的變流器來對老式提升機原有繼電器的控制進行改造在目前是改造礦山機械的可行之路。具體實施步驟為：

1)為給安裝新操作臺創(chuàng)造有利條件，首先將原有的操作臺整體搬移，在改造提升機階段里，仍舊以舊系統(tǒng)來運行，在搬移到一旁原有操作臺上進行臨時操作。

2)為給新老系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換提供便利，要在電樞的回路上置入新老系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換刀閘。在提升機的制動系統(tǒng)其潤滑油泵的控制上對于新老系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換使用多路航空式插頭。調(diào)試新系統(tǒng)期間舊系統(tǒng)可共存，留作備用。在有必要情況啊還可以永久保存。

3)安裝途中要對質(zhì)量進行嚴格控制，相關人員要通過培訓后才可進行安裝操作，安裝人員要選取有著熟練技術并在將來要參與維護操作的人員，從而通過人員的全程參與對完成調(diào)試后轉(zhuǎn)到正常運行與維護創(chuàng)建有利條件。

4)為盡可能減少調(diào)試新系統(tǒng)的時間，對各機械潤滑其制動系統(tǒng)狀態(tài)、行程、井簡開關位置等有要實行電控檢測，安裝完畢傳感器后再機械在線的送電測試，各個測量的參數(shù)都要校準，從而提升和確保系統(tǒng)與實際相一致。提升就系統(tǒng)時對于每部分持續(xù)運行過程要在計算機里逐步檢驗，從而確保系統(tǒng)提升可以一次性且無誤的實現(xiàn)其切換。

5)裝卸系統(tǒng)完成后在采用舊系統(tǒng)提升的前提下，還需由新系統(tǒng)里的客車廠的控制器對提升機器其裝卸載站進行系統(tǒng)的控制。通過新舊系統(tǒng)聯(lián)合控制模式，可一次性推動裝卸載和提升信號的系統(tǒng)控制投入成功，降低新系統(tǒng)全方位調(diào)試的工作量。

2.2 實現(xiàn)井下風門的自動啟閉

在礦山的生產(chǎn)中，井下的風門的啟閉往往是通過人工完成。但是井下風門的負壓比較大，進行的風門啟閉的操作力也比較大。使用人工進行操作，實現(xiàn)風門的啟閉十分的不便，若操作不當還會引起風門的損壞。利用PLC技術我們可以通過紅外傳感設備對進出的車輛進行動態(tài)的檢測，進而通過可編程控制器實現(xiàn)對井下風門啟閉的自動化控制。實現(xiàn)風門的自動化啟閉可以有效的保證車輛運行的安全性和可靠性而且還降低了礦山運行的成本。在進行順序控制的設計時，我們一定要注意先開窗后開門。其設計的原理是風門的兩面具有一定的壓強差，而且井下風門的面積非常大，風門的開啟的壓強一般為30-50KG。為了風門啟閉的安全性進而可靠性，一般在風門上設置一個比較小的窗口來平衡風門兩邊的壓強。當兩邊的壓強平衡后能夠減小風門啟閉的操作力。利用PLC進行的控制，首先通過紅外線紅外線傳感設備對車輛的進出進行檢測，當風門需要開啟時將控制信號傳送到二位五通雙控電磁閥，電磁閥接受到控制信號后將會想系統(tǒng)進行供氣。接著活塞將帶動行走向外運動，這時風門上的小窗在活塞的帶動下開啟，當風門達到預設位置時將不會繼續(xù)運動，隨后風門將會開啟。風門閉合是通過活塞的反向運動先關閉小窗，隨后進行風門的關閉。

2.3 利用PLC技術改造下運膠帶機

隨著機電液一體化的實現(xiàn)，KZP系列盤式可控制動裝置也被人們運用在礦山機電控制中，其主要是由三部分組成：液壓站、制動裝置和電控系統(tǒng)。其中，制動裝置通過閘瓦與制動盤摩擦產(chǎn)生制動力矩，再借助于液壓站的調(diào)節(jié)作用改變制動力。通常情況下，設備正常工作時正壓力為0，系統(tǒng)的油壓達到最大值，制動閘處于松閘狀態(tài)，閘瓦與制動盤之間有1.3mm左右的間隔；設備在進行制動時，首先分析工況，電液控制系統(tǒng)自動發(fā)出控制的指令，設備自動減小油壓實現(xiàn)制動控制。理論上，當環(huán)境溫度為40℃時,盤式可控制動裝置的制動頻率為10次/小時，且盤面溫度＜150℃。液壓控制系統(tǒng)實現(xiàn)了雙回路完全對稱結(jié)構，能夠?qū)ο逻\帶式膠帶輸送機及時進行軟制動。KZP系列盤式可控制動裝置利用電動機的輸出軸以及輸送機上的速度傳感器來密切控制運膠帶工作時的各項監(jiān)控數(shù)據(jù)，然后由可編程控制器進行數(shù)據(jù)檢測顯示。通常情況下，當所測數(shù)據(jù)大于正常運行設定值時，可編程控制器能夠自動減小供電電流，進而控制制動系統(tǒng)的油壓，實現(xiàn)膠帶減速；當所測數(shù)據(jù)小于正常運行設定值時，可編程控制器能夠自動增大供電電流，進而打開閘瓦，利用動態(tài)可控運行機制，保證膠帶輸送機一直處在正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下。

3 結(jié)束語

目前PLC作為自動化控制領域中的重要控制設備,其早已滲透到我國煤礦機電設備的控制系統(tǒng)之中,并在煤礦機電的控制系統(tǒng)中得以廣泛應用。可以說,PLC技術的應用,不僅進一步提高了礦山機電的自動化控制水平,同時也極大的促進了礦山經(jīng)濟的發(fā)展,提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)管理水平。所以,加強對PLC技術在礦山機電控制中的研究具有十分重要的現(xiàn)實意義,值得廣大煤礦機電工作人員進行深入的研究與探討。

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[2]曹昆.策論.PLC技術在礦山機電控制中的應用價值[J].科技與企業(yè),2013.

[3]柏正果.PLC技術在礦山機電控制中應用分析[J].科協(xié)論壇(下半月),2013.