探析煤礦機(jī)電控制中PLC技術(shù)的有效應(yīng)用

宋遠(yuǎn)磊

摘 要 PLC技術(shù)是在可控范圍內(nèi)大量可編程存儲(chǔ)器的集合，能夠完成高效快速的儲(chǔ)存內(nèi)部程序，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算，合理規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)作，分析系統(tǒng)的不足之處并進(jìn)行改進(jìn)等動(dòng)作。相較于傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電系統(tǒng)，采用了PLC技術(shù)的煤礦生產(chǎn)更加高效，卻伴隨著更低的能耗比，并且易于發(fā)現(xiàn)煤礦中存在的安全隱患，便于礦方組織人員排查，減小了安全事故發(fā)生的概率。文章對(duì)在煤礦機(jī)電系統(tǒng)控制應(yīng)用PLC技術(shù)的可行性做了研究。

關(guān)鍵詞 機(jī)電系統(tǒng)；PLC 技術(shù)；控制

前言

PLC技術(shù)將微型計(jì)算機(jī)引入現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)體系之中，替代傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中采用的老式繼電器，完成對(duì)工程的控制，是一種高科技、高性能的可編程控制技術(shù)。其運(yùn)行穩(wěn)定性十分高，在惡劣環(huán)境下也能高效運(yùn)行，受外界不良影響程度較低，并且操作步驟簡(jiǎn)單，人員不需要煩瑣的培訓(xùn)就能夠掌握，因此快速占領(lǐng)繼電器的市場(chǎng)，在工業(yè)生產(chǎn)中的比重越來(lái)越大。在對(duì)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行編程的過(guò)程中，一般采用易于操作的梯形圖系統(tǒng)，人員只需稍加培訓(xùn)便可進(jìn)行實(shí)際操作，編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單明了，便于日常維修與養(yǎng)護(hù)，符合我國(guó)目前工業(yè)生產(chǎn)的需求，能夠得到大量推廣。在煤礦的機(jī)電控制系統(tǒng)中引入PLC技術(shù)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化控制，不光壓縮了控制系統(tǒng)所占的空間，并且只需要一臺(tái)PLC控制系統(tǒng)就能高效控制整個(gè)煤礦的自動(dòng)化器械，使其整體效率大大提升。

1 PLC控制系統(tǒng)的工作原理

作為PLC控制的基本環(huán)節(jié)，輸入采樣對(duì)PLC控制效率起到了決定性因素。在進(jìn)行輸入采樣時(shí)，掃描儀對(duì)作業(yè)面進(jìn)行掃描，掃描數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在記憶體中，隨機(jī)被傳輸?shù)教幚韱卧M(jìn)行分析。掃描采樣階段所收集的數(shù)據(jù)是單獨(dú)存在的，無(wú)論后級(jí)階段如何操作，都無(wú)法改變掃描所得到的數(shù)據(jù)，因此施工方在完成掃描采樣之后，要妥善保管記憶體，避免數(shù)據(jù)丟失。當(dāng)掃描完成數(shù)據(jù)的采樣工作之后，PLC會(huì)使用梯形圖模式，以采集到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來(lái)掃描用戶(hù)的程序，在這一階段中，計(jì)算的順序與先后也要納入掃描過(guò)程中，最后將掃描的結(jié)果顯示在計(jì)算機(jī)上。這一階段必須要保證原封不動(dòng)的采樣數(shù)據(jù)，因?yàn)樽兓牟蓸訑?shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生控制命令有一定的影響，會(huì)使系統(tǒng)的控制出現(xiàn)一定的缺漏。在上述兩個(gè)步驟完成之后，就要轉(zhuǎn)入輸出刷新階段。控制系統(tǒng)會(huì)總結(jié)以上階段所收集的數(shù)據(jù)，輸出得到的結(jié)果，以結(jié)論為依據(jù)來(lái)控制自動(dòng)化設(shè)備[1]。

2 煤礦機(jī)電系統(tǒng)控制中應(yīng)用

2.1 PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用

在集控室安裝主站的時(shí)候，要以設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)，確保煤礦機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備要按照新的線(xiàn)路來(lái)鋪設(shè)，而不是繼續(xù)使用老的線(xiàn)路，這樣才能充分發(fā)揮回路的控制功能。甚至可以直接把主站的控制屏與電氣設(shè)備回路相連，進(jìn)而控制煤礦機(jī)電系統(tǒng)。合理對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集設(shè)備進(jìn)行布局，以帶式輸送機(jī)的安裝為例，明確每一個(gè)傳感器中所表達(dá)的數(shù)據(jù)信息，在與從站控制箱對(duì)接完成之后就會(huì)自行開(kāi)始數(shù)據(jù)的處理與解碼工作，控制系統(tǒng)才能正常運(yùn)行，并且沒(méi)有安全隱患。合理設(shè)置煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)，使用傳統(tǒng)的電鈴進(jìn)行報(bào)警，或是采用新式的蜂鳴報(bào)警器，確保安全警報(bào)在第一時(shí)間被施工人員尋獲，減小安全事故的危害。報(bào)警系統(tǒng)能夠引入到集控啟停設(shè)備之中，由專(zhuān)業(yè)的人員來(lái)處理安全信息，確保在安全事故發(fā)生的第一時(shí)間就能組織施工人員進(jìn)行避險(xiǎn)。

2.2 如何使用PLC技術(shù)控制煤礦機(jī)電系統(tǒng)

煤礦機(jī)電系統(tǒng)控制之中，一般采用梯形圖的形式來(lái)進(jìn)行程序控制，這給邏輯程序提供了發(fā)揮的平臺(tái)。簡(jiǎn)化的操作線(xiàn)路也降低了系統(tǒng)維護(hù)的難度，并且在不同的集控控制系統(tǒng)之中實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)切換，系統(tǒng)運(yùn)行靈活多樣，適應(yīng)程度較高。還能夠隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)包括系統(tǒng)是否過(guò)熱、失速等實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息都能夠精確掌控。只要出現(xiàn)了影響正常生產(chǎn)的故障，監(jiān)控系統(tǒng)就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，相關(guān)人員就會(huì)進(jìn)行處理，降低事故發(fā)生的概率。并且PLC系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)記錄運(yùn)行中的故障處理信息，為日后的維修提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.3 PLC技術(shù)的運(yùn)用

為了在煤礦機(jī)電系統(tǒng)中有效運(yùn)用PLC機(jī)電控制系統(tǒng)，要分析系統(tǒng)在運(yùn)行中的幾個(gè)關(guān)鍵性數(shù)據(jù)。首先是運(yùn)行速度。提升機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候不可避免的會(huì)產(chǎn)生機(jī)械沖擊，不同機(jī)器的頻率不同，因此加速、減速的能力也有區(qū)別。在實(shí)際運(yùn)行中，一般采用0.5 s每半秒鐘刷新一次的頻率，來(lái)確保PLC系統(tǒng)有效地控制。而為了得到絞車(chē)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，一般會(huì)有專(zhuān)門(mén)的設(shè)備來(lái)記錄每0.5 s中開(kāi)關(guān)的觸碰次數(shù)，并將記錄下的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)的儲(chǔ)存單元中進(jìn)行儲(chǔ)存，將其轉(zhuǎn)換之后，再進(jìn)行絞車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的計(jì)算工作。然后要取得的就是絞車(chē)的運(yùn)行方向數(shù)據(jù)。絞車(chē)開(kāi)始運(yùn)行之后，運(yùn)行狀態(tài)就無(wú)法改變了，因此就需要使用兩個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)記錄開(kāi)關(guān)接觸的次數(shù)，確定在這些接觸中哪些是有效的。在五秒鐘內(nèi)，使用一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)控制另一個(gè)，記錄下啟動(dòng)按鈕的兩次變化，絞車(chē)的上升接觸器通過(guò)后產(chǎn)生吸引力的方式使絞車(chē)穩(wěn)定上升。通過(guò)調(diào)節(jié)在5 s內(nèi)按鈕啟動(dòng)的次數(shù)來(lái)控制絞車(chē)的上升與下降。

另外PLC技術(shù)的使用對(duì)環(huán)境溫度也有一定的要求，一般保持在0～55 ℃之間，才能最大限度地發(fā)揮PLC系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。在高溫下運(yùn)行，PLC系統(tǒng)同樣容易發(fā)生意想不到的故障，大大降低了系統(tǒng)原來(lái)設(shè)計(jì)的使用壽命，甚至?xí)霈F(xiàn)由于溫度過(guò)高而損壞元器件的情況。反之，如果在較低的溫度下運(yùn)行，整個(gè)電路的運(yùn)轉(zhuǎn)速度十分緩慢，大大地降低了系統(tǒng)的安全性，在某些低于0 ℃的環(huán)境內(nèi)使用，還會(huì)出現(xiàn)控制系統(tǒng)崩潰的情況。所以PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行必須有適宜的溫度做有力保障，才可以確保控制的有效性與高效性[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

將PLC控制技術(shù)引入到煤礦機(jī)電系統(tǒng)控制之中，能夠有機(jī)地將整個(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)控制功能結(jié)合起來(lái)，使各項(xiàng)設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)。在滿(mǎn)足了電廠(chǎng)生產(chǎn)的同時(shí)，提升了其運(yùn)行效率，便于員工進(jìn)行操作，是一種不可多得的控制技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉虎豹.PLC技術(shù)在礦井交流提升機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤礦安全，2009，40（4）：56-58.

[2] 葛蕓萍，牛雙國(guó).煤礦副井信號(hào)系統(tǒng)的改造[J].煤礦機(jī)電，2010，（3）： 106-107.