自動化技術在礦山機電控制中的應用

高坤

（義煤集團新安縣郁山煤業有限公司，河南 新安 471800）

隨著科學技術的發展，礦山機電設備不斷更新，自動化控制設備被應用到礦山開采中，提高了開采工作效率和開采水平。自動化技術中的PLC技術已經逐漸代替傳統的礦山機電設備，但是PLC技術在礦山機電控制中的應用也存在一些不足之處，需要對PLC技術進行進一步的優化改善。

一、PLC技術的概述

（一）PLC的基本組成部分

PLC的基礎組成主要包括CPU、電源、存儲器、接口以及相關的外部設備編程器。對外，通過接口實現了外部設備和PLC本身的輸入和輸出；對內，通過各種總線實現了內部各部分的連接。根據結構的不同，PLC又可以劃分為固定式PLC和模塊式PLC兩種，前者將CPU和電源等部分組成了一個整體，無法進行分開拆卸，而后者是將所有的模塊進行了組裝連接，可以按照一定的規則對其進行拆卸和重新配置[1]。

（二）PLC的優點

作為一種利用數字運算來達到控制目的的自動控制系統，PLC可以利用存儲在存儲器當中各種可以編程的操作指令，包括運算指令、控制指令等，對連接到PLC接口上的機械設備進行控制。其主要優點如下：①抗干擾能力強，可以抵抗各種內外界因素的干擾，不易發生損壞，維護費用較低。②本身可以重新組合，系統在應用過程中較為靈活、方便。③編程所需的語言簡單，而且可以根據不同的需求對程序進行及時的修改。

二、自動化技術應用的必要性

隨著對礦產資源需求量的增加，對礦山開采所使用的機械設備也提出了更高的要求，只有高效的礦山開采設備才能提高礦采資源開采的效率和質量。因此需要對礦山工業技術系統進行優化升級，這樣才能滿足對礦山開采設備數量和性能的需求。對礦山開采機電控制來說，機電控制的自動化能提高礦山的采出量，更重要的是能提升整個礦山開采效率。這是因為自動化在機電控制中的應用可以優化原本的操作，使得整個操作流程更加便捷和簡單，只需要少量的人力便能實現整個操作控制體系的有效運轉，降低人力成本，減少其他成本的輸出[2]。此外，自動化在操作控制體系中的應用也可以提高其安全性能，這是因為固定的工作體系減少了人工的參與，也降低了操作失誤的發生概率，即使發生失誤，也能有效避免人員傷害，提高整個工作系統的安全性。

三、自動化技術在礦山機電控制中的實際應用

（一）自動化技術在礦山井下風門中的應用

在傳統的礦山機電控制工作中，工作人員一般采取手動方式對礦山井下風門進行開啟和閉合操作，井下風門的內外兩側壓力差較大，增加了操作難度，如果操作不慎，還會造成井下風門的損毀。將自動化技術應用于礦山井下風門中，將人工手動操作轉變為機器自動操作，可以有效克服手動操作存在的諸多阻礙，提高礦山井下風門控制的安全性與可靠性。象工作人員可以將自動化技術與紅外線傳感器相結合，對進出礦山井下風門的車輛、人員進行檢測，利用自動化系統控制風門的開啟和閉合。為了降低礦山井下風門內外兩側的壓力差，可以將自動化技術應用其中。首先在風門上設置一扇小窗，然后將風門開關程序與自動化系統相連，工作人員想要開啟井下風門時，可以先將小窗打開，降低風門內外兩側的壓力，再利用自動化系統代替人工操作，如此便可以用較小的力打開風門，不僅降低了力量輸出，還能避免井下風門出現損壞。象基于自動化技術研發出來的氣缸傳動設置，該設置利用氣缸傳動時產生的動力帶動風門，能夠有效節約人力與物力，提高風門開啟與閉合操作的安全性。

（二）PLC在空氣壓縮機群微機監控系統的應用

將自動化技術應用到空氣壓縮機群微機監控系統，有效的提高了空氣壓縮機群微機監控系統的準確性，提高了其抗干擾能力，確保了空氣壓縮機安全穩定的運行。通過自動化技術在空氣壓縮機群組微機控制系統中的應用，可以借助溫度、壓力變送器以及斷水裝置對礦山的現場進行相關信息的采集，并通過自動化對采集到的信息進行處理，實時的顯示設備的工作狀態和相關參數，幫助相關工作人員更清晰的了解設備運行情況，確保了空氣壓縮機的安全穩定運行。

（三）自動化技術在下運膠帶機中的應用

將自動化技術投入到礦山機電控制體系之后，減少了過去對人工操作的依賴，也完成了許多過去不可能完成的任務，并提高了工作的效率，這主要歸功于機電一體化的實現。在機電一體化之下，由于KZP系列盤式可控制裝置的應用能對整個設備系統進行有效監控，并將設備應用中的結果通過數據形式展示，這樣就能對整個工作體系進行必要的檢測和監控，根據設定值來發出相應的指令。比如：將PLC技術應用于計局檢測中時，當檢測到相關數值在合適范圍值以內時，就會發出使電流降低的指令，帶動系統油壓，使膠帶減速；而如果超出了合適范圍值，就會發出相反的指令，使電流增加，開放閘瓦，確保膠帶運送機的正常運行。

（四）自動化技術在螺桿空壓機中的應用

現階段在礦山機電控制中，由于傳統的空壓機性能較差，而螺桿式空壓機具有可靠性高、實用性強等優點，逐漸取代了傳統的空壓機，并得到了廣泛的應用和推廣。在螺桿式空壓機運行過程中，主要包括吸氣和吸機油、密封并運輸、壓縮和排氣四個環節。工作原理是：當螺桿在內部轉動時，螺桿和殼體齒溝相互嚙合，這樣就能從進氣口吸入空氣和機油。當齒溝嚙合面不停地轉動時，螺桿式空壓機便會將吸入的空氣和機油密封并運輸，送到排氣口之后，由于齒溝嚙合面變小，機油和空氣便被壓縮，而當齒溝嚙合面轉動到排氣口時，就會將壓縮的機油和空氣排出螺桿式空壓機之外。

結束語

目前中國煤礦實現自動化過程中依舊有多種多樣的問題需要有效解決，有關人員也應重視這些方面，更加深入探究煤礦自動化技術應用過程中可能發生的問題，采取有效方式促進煤礦生產系統整體自動化的實現，將煤礦的生產效率、安全性加以極大提升，進而促進中國經濟良好發展。