煤礦機電控制中PLC技術的有效應用

吳景紅 張栓民

摘要：PLC技術作為一種能夠通過自動化進行控制運行的設備，其簡稱是可編程邏輯控制器。PLC技術能夠在較短時間內將部分可編程邏輯存儲器在其可控制范圍內進行快速集合，這樣能有效提高內部程序儲存效率，同時，有利于系統整體的合理運行，也能對系統內部存在的不足進行快速分析和解決。PLC設備本身在運行時就具有較高抗干擾性和可靠性，功能強，性價比高，其內部編程語言相對傳統技術也更加簡易、便捷，這也能在一定程度上幫助數據分析的效率提升。特別是近幾年PLC技術得到迅速發展，也使該設備在礦山機電控制中的運用得到顯著提升，PLC技術相比于早前較傳統的煤礦機電體系安全隱患更少，能耗消耗更低，有利于人員排查，也能促進自動化控制過程順利進行，在最大限度上靠近煤礦領域發展方向。本文主要通過對煤礦機電自動化控制過程中所運用的PLC技術進行探討分析，以此來促進國家和企業煤礦機電領域自動化控制水平的提升。

關鍵詞：PLC技術；礦山機電控制；礦山；應用價值

我國近幾年在科技領域得到了快速且穩定的發展，同時，把PLC技術引入到礦山機電自動化進程之中，大大提高了該領域工作效益。PLC技術與煤礦機電控制相結合，逐漸形成一個有機整體，對促進社會進程起到積極推動作用。將PLC技術運用到煤礦機電控制之中，它比一般傳統設備的精密度和可靠性更高，這樣利于有效保障工作人員在進行工作時的人身財產安全，大大降低了事故發生頻率。同時，確保工作人員的人身安全，也能從根本上提高工作的積極性，從而充分保證煤礦生產的整個過程是在安全的環境下完成。在煤礦機電生產中運用PLC技術不僅可以提高工作效率，也能幫助企業收獲豐厚的經濟收益。煤礦機電自動化能力的提升，也幫助到礦山開采效率得到較大幅度提高。為了PLC技術在煤礦機電控制過程中得到更廣泛應用，我們結合PLC技術主要優勢以及缺陷進行分析探究，促進PLC技術更好更快發展。

一、PLC技術概括

PLC可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）主要是由包括電源模塊、中央處理單元（CPU）、外部接口、擴展接口、輸出，入接口、存儲器以及外部設備編程器等組成。可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等。面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。PLC技術操作起來不僅簡單易懂，同時不受外界環境影響控制，存在較強的可靠性。因此，比較于傳統設備更具有廣泛使用空間。在一定程度上PLC設備就是指在沒有鼠標和鍵盤的情況下，兩臺小型電腦與煤礦生產相結合的過程，這一技術能夠保障生產過程順利進行，提高生產過程整體效率，相對于傳統的繼電器它的科技技術含量更高，并能夠替代原有傳統繼電器繼續進行相應控制工作。近幾年，隨著PLC技術在礦山開采領域中的廣泛運用，也使得礦山開采領域事業不斷進行擴展。現如今，PLC技術在煤礦機電控制中占據重要位置，在礦山開采過程中不可替代。通過上述分析可知，將PLC技術運用到煤礦機電控制之中是十分重要的也是十分必要的。就目前而言，我國在煤礦機電設備控制以及應用領域取得了明顯進步。

二、PLC技術優勢

PLC技術可以運用數字進行操作，設備運行過程中所使用的貯存器是可編程序，可執行包括算術與邏輯運算、順序控制、定時等指令操作。同時，因為PLC設備使用的是模塊化結構，所以可以更方便的將內部程序進行組合，適應性強，使用范圍廣。在對PLC系統進行設計、安裝以及調整時的工作量偏小并且可以對其在線修改。目前，在我國工業企業生產中PLC技術已廣泛運用于閉環過程、多級自動、自動裝置、開關邏輯、數字以及機械設備控制體系之中。隨著礦山機電快速發展，內部系統對自動化控制的要求也越來越高，因此，PLC設備也已廣泛用于煤礦機電控制之中，并正逐漸改變早前由繼電器控制的狀況。

三、煤礦機電中PLC技術應用

（一）礦山老式提升機改造應用

PLC技術運用同時也有利于礦山開采區域老式傳統提升機改造和創新。提升機改造過程中的重點主要是對電流的改造。一般改造內容主要是利用大功率控制器和晶閘管來實現。完成改造一般可分為以下幾個步驟：

首先，需要完成操作臺轉變。對操作臺整體進行搬移，先將原來的操作臺進行轉移，為新操作臺擺放以及安裝提供有力條件。在提升機改造中盡管購入了新操作臺，但這并不是指舊操作臺就失去用途和價值，我們可以繼續延續陳舊但優秀的傳統，在舊操作臺上繼續進行調試，同時也能夠完成新老交替，實現兩者間的自由轉換。其次，應該在回路中裝置能完成新舊系統互相轉化的轉換器，在新系統安裝過程中，舊系統也需要被保留，可以將其視為備用系統，在特殊情況或者是在可控制范圍內也可以一并將兩者共同保存。第三，嚴格把關安裝過程中的質量問題。負責技術安裝的相關工作人員必須是通過技術培訓后才允許上崗的專業人員，因為技術工程人員只有經過層層篩選才能擁有健全完善的專業技術，還必須具有熟練操作技術的能力以及對事業的責任心和進取心，積極參與到設備安裝與維護之中。也只有這樣才能從根本上保證系統的完整性，并為之后的系統維護和檢修創造好的條件和環境。第四，最大程度減少系統調試時間。相關技術人員在對系統進行安裝前必須對系統內外部各個部分的方位以及安裝前后順序進行認識了解。并且嚴格按遵守執行安裝步驟，在傳感器完成安裝后，首先需要為電路進行檢測。包括事先預期設定完成的參數統統都需要校對，以此來確保安裝后的系統與實際要求在最大限度上靠近。

（二）井下風門自動化控制應用

目前為止，我國的大多數煤礦企業的井下風門控制都是由人力來完成的，但因為負壓的影響，用人力來控制風門是非常不方便的，如果使用過大的力量則很可能對風門造成損壞，尤其井下風門是為人們提供新鮮空氣疏通易燃易爆氣體的通道，切不可隨意對待，所以對于上面所說的問題，解決方法是：可以借用PLC系統，通過紅外線傳感器來檢測有無車輛通過，如有車輛通過時，中央處理器發出信號，指示風門開啟，這樣通過機械裝置來控制風門的開啟，相對人力控制來說，要安全便捷許多，現在，礦山使用的風門大部分也是由人力來進行開啟和關閉，因為風門內外的壓力相差比較大，所以開啟風門的時候還需要一定的操作力，通過人力來操作風門，不僅不容易進行風門的關閉和開啟，并且在操作時也容易破壞風門。針對這個問題，對進出風門車輛的監測用遠紅外傳感器就能實現，從而進一步的利用PLC技術對風門進行全自動化，這樣不僅能夠減少大量的勞動力，還能夠保證行人與通行車輛的安全。要保證在開門前窗戶已經全部打開的情況下才能使用PLC技術，由于兩側具有較大的空氣壓力差且風門的面積較大，風門開啟的時侯風門兩側的壓力差為50 kg上下，兩側風門之間漸漸的有了小的空隙后，風門兩側的壓力差就會降到5 kg上下。在風門的上方安設小型的窗戶就能夠有效地降低風門開啟時所遇到的壓力，要能夠大幅度降低風門兩側的壓力差就要在在開啟風門前先開窗，就能很好的降低進行風門開啟時需要的機構強度和汽缸操作力。

（三）膠帶輸送機應用

如果想要在傳統膠帶輸送設備中進行停車操作，首先需要通過技術人員進行操作執行，幫助控制系統調整液壓系統中的油壓，油壓調試好之后再將制動盤與閘瓦結合，最終利用摩擦力使輸送膠帶停止工作。但這種制動方式在運行過程中存在較多缺陷。例如：膠帶輸送速度一旦加速，閘瓦與制動盤通過摩擦會產生大量熱能，這些熱能極其容易造成安全事故。這個時候將PLC技術運用到膠帶輸送過程之中，能夠在最大限度上減少安全隱患。因為運用PLC技術能使系統整體對閘瓦與制動盤在短時間內進行控制分離，能夠有效避免火花產生。同時，KZP盤式在膠帶輸送過程中也得到了廣泛運用。KZP盤式分別是由液壓站、電控系統與制動裝置三大部分組成。其中，制動裝置利用與制動裝置盤相互摩擦形成制動阻力，并通過外部力量來改變設備制動阻力。KZP系列盤式一般是通過電動機輸出軸與輸送帶之間的傳感器速度來對設備運行中產生的膠帶數據進行收集與綜合。當顯示器上檢測到的最終數據大于或者超過預期規定數值時，PLC技術可進行智能自行數據增減，從而是數據達到最穩定狀態，并進一步對整體系統進行操縱。反之，當膠帶輸送速度小于預期值時則可以通過反向方式進行數據調試。KZP與PLC技術相結合的運行模式，能在一定程度上提升系統整體工作效率。

（四）選煤廠集控系統運用

目前，煤礦在選擇煤廠控制系統時，一般主要是將系統內部數據進行邏輯控制，并且這一過程之中使用的是上位機監控與底層PLC設備相結合的控制模式。使用這一模式能夠有效確保系統運行過程中設備的集中開啟以及連鎖控制運行。現階段這一模式正處于該領域上位圈。在過去，大多數煤廠都選用SIMATIC S70-300配備在設備中，選擇ATIC TI545配備在集控設備中壓濾車間監測系統、沉降離心脫水系統、撈坑系統、除木雜系統、儲裝運系統、篩分系統、原煤重介選矸系統通常作為一般選煤廠集控系統基本框架。同時，該集控體系擁有儲運集控室操作、原煤集控室操作以及調度室操作這三個系統控制站，它們分別作用于儲裝系統、篩選系統和重介選矸系統、水洗系統，沉降離心脫水系統以及撈坑系統。內部系統中任何一個控制站都擁有自己獨立的PLC主機，但它們直接存在版本的差異，相互間不存在關聯。集控系統得到升級后能主動把儲運、壓濾與洗煤結合成一體，再有PLC主機對其他兩臺設備進行信息交流。

四、PLC在煤礦機電控制運用缺陷

由于PLC設備在運行時是否與其配套設施進行相結合使用，是直接影響最后成果是否理想的最重要因素。因此，在系統使用過程中應該更加注重合作性。但目前通過對PLC在煤礦機電控制中的運用進行探究分析，發現其系統內部仍存在諸多不足和缺陷。其中，PLC沒與之相配套設備進行結合運行，導致最終生產效率沒能達到預期目標，在一定程度上也減少了最終經濟收益，這作為該項目內部最主要缺陷之一。在PLC設備運行時，對其相對應配套設備予以更換也是不能缺少的一項重要工作。例如：在對PLC技術進行優化升級時，首先就需將與之相關聯的電路電力進行適當調整，以此確保PLC設備在升級之后也能在正常數值的電流范圍內正常運行。升級后內部系統對電流控制的準確性要求也將得到提升。因此對機電進行控制也是十分必要的，在對機電進行調試過程中假如操作不當有可能會直接影響企業基本經濟收益。假如這些問題一直不解決，對其企業乃至國家都會帶來不好影響。因此，想要從根本上真正解決系統內部缺陷，就必須重視PLC設備升級過程。

結束語

通過對上述材料進行研究與分析可以得知，PLC技術現如今已被人們廣泛運用于社會各個技術領域，特別是對于煤礦機電領域的自動化控制產生的推動作用更為顯著。PLC設備是隸屬于機電自動化控制最常用技術之一，PLC操作簡單明了且具有極強的抗干擾能力，同時該技術也能夠在相對復雜的環境中進行工作。因此在煤礦機電設備控制中PLC技術也得到了相關企業青睞。PLC技術目前在煤礦機電控制領域使用最為顯著體現包括實現對了相關設備開啟和關閉的自動運行、膠帶運送機中的自動化以及使用PLC對舊礦山區域提升機進行安裝與改造等。PLC技術在煤礦機電舊系統升級以及新系統安裝中都占據著舉足輕重的地位。在煤礦機電領域設備升級和改造中運用PLC技術，在一定程度上對煤礦生產自動化能力以及生產效率起到積極推動作用。由此可知，PLC技術在我國煤礦機電自動化控制發展進程中具有不可替代的指導性作用。就目前社會現狀來看，PLC技術的運用不僅能推動煤礦機電領域的自動化能力水平，同時，也有利于推動國家煤炭領域事業生產及發展的速度進程。總之，PLC技術能夠從根本上促進煤礦產業領域有關企業經濟效益，根據以上研究可知PLC技術應用對我國煤礦機電控制具有重要的現實意義。

參考文獻：

[1]郭志峰.煤礦機電控制中PLC技術的應用[J].機械管理開發，2015（01）：84-85.

[2]顧升利.解析礦山機電控制中PLC技術的應用[J].信息通信，2013（01）：52.

[3]馬洪亮.簡述PLC技術在礦山機電控制中的應用[J].機械管理開發，2015（01）：89-91.