PLC技術的應用對礦山機電控制的影響

鮑 捷，歐仁俠，陳洪斌＊

（吉林醫藥學院，吉林 吉林 132013）

隨著計算機控制技術，計算機輔助技術的不斷進步，工業自動控制產業得到了飛速的發展，在機電控制行業中，近些年PLC技術發展迅猛，應用領域從輕工業到重工業無一領域不涵蓋。PLC技術在采礦行業中也發揮了重要作用，在采礦設備、提升設備、排水設備、通風設備、安全監控等設備的控制系統中都缺少不了PLC控制器的參與，礦山機電設備數字化、自動化和信息化水平越高，越為礦山開采和安全生產提供了可靠的保證，在提高礦產企業效益的同時，也為我國煤礦和礦石產業的發展起到了推進作用。

1 PLC技術簡介

1.1 PLC技術的發展概況

PLC(Programmable Logic Controller)是可編程邏輯控制器的簡稱，或稱為可編程控制器，早期用于繼電器的邏輯控制，由于PLC具有可編程性，操作靈活，接口簡單，功能穩定，可擴展性好，應用控制領域廣泛，而被越來越多的工業控制裝置中所使用。

1.2 PLC技術的應用范圍

PLC控制器工作穩定性高，抗干擾能力強，技術操作簡單，便捷性強，可擴展空間大，在國內外廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保和通信等各個行業[1]，是工業生產中不可缺少的可編程控制技術，發展前景良好，可以滿足大多數的生產控制需要。

根據它在系統中的作用和功能不同，應用范圍可大致分為以下六方面：開關量的邏輯控制，這是PLC最初出現時的實現功能，目前應用也最為廣泛；工業生產過程中的模擬量控制，工業生產中有許多連續變化的模擬量需要轉化為離散的數字量，以便信號的數字處理和信號傳輸，一般PLC廠家在設計出廠時內部就自帶了A/D和D/A轉換器；PLC可實現對圓周運動和直線運動的控制，可驅動電機的位置控制模塊，廣泛用于機械、機床、機器人和電梯等場合；可實現對模擬量的閉環控制，使用者可通過PLC編寫各種控制算法程序，完成閉環控制，比如PID調節算法，它在閉環控制系統中用得較多。PLC的過程控制一般在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制中使用廣泛；PLC還可以實現對數據的采集、傳輸、分析和處理等功能，一般在造紙、冶金、食品加工和無人控制等大型控制系統中使用；可實現通信控制，新近生產的PLC產品一般都含有通信接口，可實現PLC與外部設備或PLC設備間的通信，為工廠自動化網絡發展提供便捷的通信方式。PLC技術應用范圍框圖如下圖1所示。

1.3 PLC的組成和工作原理

根據結構不同，PLC可分為組合式和固定式兩種。不論哪種方式，PLC控制器都是由中央處理器、電源、存儲器、編程模塊、可擴展功能模塊和輸入、輸出接口電路等主要部分組成的[2]。

下面介紹主要模塊的功能：中央處理器是PLC控制器的核心，統一支配各部分協調工作；存儲器用來存儲和處理接收到的數據信息；輸入模塊是連接現場設備與中央處理器之間的接口電路；輸出模塊把PLC邏輯運算的結果傳輸到外圍執行機構的電路；編程模塊將用戶編寫的程序寫進指定的存儲器內；特殊功能模塊是為特殊場合單獨開發的控制器，一般專用PLC控制器中使用較多；電源模塊為PLC內部電路提供能源；接口電路包含外部擴展接口和PLC的內部輸入、輸出接口，用以實現數據的傳輸或設備的連接。

PLC控制器的工作原理與計算機相似，它是一種可編程的數字化控制器，可以通過數字信號的處理和運算來進行操作，可以實現多種運算，比如：算術運算、順序運算和邏輯運算等，并將運算結果儲存在緩存中，中央處理器調用緩存中的數據，根據已經設定好的主程序運行需要，從輸出接口將數據或執行命令傳送到達各個執行機構,控制其他外部設備工作[3]。

2 礦山機電設備中PLC技術的應用

PLC控制器在最早出現時是用于繼電器的邏輯控制，隨著其可編程性、可操作性和低成本優勢的顯現，在工業自動控制中被廣泛應用。煤礦工業是我國的重要產業，年均產量居于世界前列，是低投資高收益的行業，因此礦山機電企業市場競爭激烈，在礦區特殊的生產環境下，機電設備自動控制技術，機電一體化程度對于礦產企業提高產量，減少勞動力，降低事故發生率都是十分重要的。

在PLC可編程控制技術沒有應用到礦山機電設備以前，對于礦山開采過程，自動化程度較低，很多大型機電設備沒有引入自動控制技術，都是通過技術人員人力操作完成的。由于工作人員水平的差異和操作的不確定性，導致財產損失和一些事故的發生是在所難免的。但是自從引入了PLC控制技術后，在很多機電設備上實現了自動控制，比如：井下風門、變電所、排水系統和運輸設備等。此外，PLC技術結合現代傳感監測技術和無線監控技術，使得礦區在諸多設備上實現了自動控制，操作簡單，在提高生產率的同時極大的節約了人力資源。

3 結語

PLC系統編程語言容易、接口技術成熟、操作簡單，具有在系統可編程的優點，使得PLC技術的應用領域從繼電器控制發展到工業生產的自動控制領域。PLC技術在我國工業自動化領域應用廣泛，也使得礦山機電一體化程度和自動控制水平發展迅速，為我國礦產行業的發展和國民經濟的提升起到了重要推動作用。