探討PLC在煤礦電氣自動化過程中的應用

侯貴明

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)增長，煤炭資源數(shù)量和質(zhì)量的需求與日俱增。為滿足新形勢下對煤炭資源的需求，需不斷完善生產(chǎn)設備和生產(chǎn)技術。PLC技術的應用，提升了煤礦電氣自動化的生產(chǎn)水平，解決了傳統(tǒng)電氣生產(chǎn)中能耗高、可靠性低等問題，促進了煤礦行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

【關鍵詞】PLC;煤礦電氣自動化;應用

1分析PLC的工作原理及特點

最初PLC技術被應用于工業(yè)領域中，在科學技術快速發(fā)展的過程中，其應用范圍也逐漸開始擴大，當前己經(jīng)在眾多領域中得到應用。通過應用該技術，能夠增強工業(yè)環(huán)境的安全性，為人們工作帶來更大的便利。其工作原理是存儲器的邏輯運算和順序控制，通過建立、輸出模擬量和數(shù)字量實現(xiàn)對電力設備的有效控制，其核心技術是單片機技術和計算機技術。就傳統(tǒng)電力系統(tǒng)而言，因為設備往往具有較為復雜的線路，并且所采用的技術較為落后，安全隱患較多，所以其運轉(zhuǎn)過程并不順暢，容易出現(xiàn)問題。而PLC技術則能夠摒棄這些缺點，其設計較為簡單，并且功能十分強大，技術水平較高，能夠替代傳統(tǒng)工業(yè)控制設備。繼電器通過邏輯關系對傳統(tǒng)的連接導線進行替代，這就能夠推動系統(tǒng)中的安全風險被降低，同時還能夠抵抗外界的干擾，增強自身在智能系統(tǒng)以及復雜環(huán)境中的應用水平。另外，PLC技術的指令通常較為簡單，運用較為便捷，操作十分方便，這使得其受到了多個行業(yè)的青睞。

2PLC電氣自動化控制系統(tǒng)功能

PLC電氣自動化控制系統(tǒng)功能特點。第一，可靠性高。在電氣自動化控制系統(tǒng)內(nèi)PLC通常情況下應用單片微型計算機予以控制，具有極高的集成性，兼具自診斷及繼電保護功能，使該系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠;第二，編程簡單。PLC編程以命令語句、梯形圖為主，相較于微型機指令其數(shù)量較少，小型PLC編程約為16條，基于梯形圖簡單、形象、使用便捷、易于掌握，為此一般員工都可進行編程;第三，組太靈活。PLC應用積木式結(jié)構，應用主體僅需將各個模塊組裝到一起即可，同時可根據(jù)應用需求針對系統(tǒng)及功能進行改裝，使PLC所在系統(tǒng)功能更為靈活高效;第四，安裝便捷。相較于計算機系統(tǒng)，PLC無需配置專用機房，無需針對設備進行屏蔽，只需與I/O接口正確連接即可工作;第五，運行速率快。基于PLC以程序為依托進行控制，為此其運算速率及可靠性遠高于繼電器邏輯控制系統(tǒng)。

3總結(jié)PLC在煤礦電氣自動化過程中的應用

3.1在排水系統(tǒng)中的應用

煤礦井下排水設備的運行直接關系整個工作面的安全生產(chǎn)，如果不能做好排水設備的設置，將嚴重影響礦井工作的正常進行，甚至造成人員傷亡。事實上，井下排水設備是煤礦生產(chǎn)中能耗最為集中的設備，傳統(tǒng)的排水自動化水平較低，而且不能及時地響應系統(tǒng)，不能完全適應工作面對生產(chǎn)安全的需求。因此，相關研究中提出應用PLC技術實現(xiàn)工作面與井下探水系統(tǒng)相互適應，相互配合，保障安全生產(chǎn)的子路。通過對PLC技術的應用，使整個系統(tǒng)能通過3種方式進行控制，與排水系統(tǒng)現(xiàn)場契合。

3.2在通風系統(tǒng)中的應用

通風系統(tǒng)的正常使用對煤礦開采非常重要，能夠保證一線作業(yè)人員的人身安全，而PLC在其中起到了非常重要的作用，通過PLC的應用，可以對煤礦開采過程中產(chǎn)生的大量粉塵、一氧化碳、二氧化碳等氣體進行監(jiān)測，并且進行分析，根據(jù)分析數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)通風系統(tǒng)進行作業(yè)，從而保證工作人員的人身安全。

3.3在提升系統(tǒng)中的應用

提升機是實現(xiàn)煤炭運輸?shù)年P鍵設備，原來的控制方式是有用交流接觸器和繼電器等電氣元件來進行控制，由于操作十分頻繁，很多電氣元件使用壽命都比較短，控制效率也無法提升。把PLC控制技術引入到提升系統(tǒng)中，可以更好地提高提升機的控制精度，安裝的傳感裝置可以實時監(jiān)測提升機的運行狀態(tài)。如果提升機存在運行故障，會及時向操作人員發(fā)出報警信號。PLC控制技術應用，可以實現(xiàn)提升機速度的自動控制，還可以根據(jù)煤炭運輸情況進行制動控制。進一步提高了提升機運行可靠性，可以及時發(fā)現(xiàn)運行故障，采取有效的措施對故障進行處理。還可以進行停車制動控制。先進的PLC監(jiān)測控制系統(tǒng)保證了提升機的可靠運行，提高了控制精準性和故障處理的及時性。把控制系統(tǒng)應用到外接電路中，可以實現(xiàn)對罐籠和箕斗的勻速運行、抓升等控制，可以實時檢測輸入信號是否正常，不存在異常情況則會解除制動，存在故障則會停止行車。

3.4在皮帶傳送系統(tǒng)中的應用

對于煤礦皮帶傳送系統(tǒng)，在PLC技術上具有以下要求：1.能夠勝任煤礦井下的特殊工作環(huán)境。2.在設備啟動、運行、停車等方面，要確保其可靠性。3.能夠?qū)τ谠O備管理人員做到遠程監(jiān)控管理。4.能夠?qū)τ诓煌墓收闲盘栕龊猛晟频谋O(jiān)測，并在出現(xiàn)情況時及時發(fā)出警報。這一系統(tǒng)的輸入和輸出都是32路，工作起來較可靠、也較便于擴展和維護、具有較強的抗干擾能力。它需要依照具體的需求，而專門選用保護傳感器，且依照不同的突發(fā)情況，靈活調(diào)整或設定各方面的參數(shù)。從對接的傳感器來看，一共是溫度、煙霧、縱撕和速度方面的傳感器等。當設備當中有異常信號被發(fā)送到傳感器后，傳感器也將其實時發(fā)送到plc系統(tǒng)，及時發(fā)出報警信號，提醒管理人員在最短的時間內(nèi)解除故障。西門子S7-300PLC型系統(tǒng)具有兩方面的模塊，分別是信號采集模塊與信號處理模塊。井下各個皮帶運輸機控制分站通過PLC通訊接口與井下ControlNet網(wǎng)連接，將分站監(jiān)測信息傳送至地面控制中心，形成一個完整的監(jiān)控網(wǎng)絡，對皮帶運輸機的運行狀態(tài)進行完程監(jiān)控及控制，真正實現(xiàn)井下皮帶運輸機生產(chǎn)運輸系統(tǒng)的綜合自動化控制。在此環(huán)節(jié)當中，可依照具體的生產(chǎn)需要，來運用計算機做好編程工作，然后將編寫好的工作程序輸入PLC當中，在進行整機調(diào)試時，同步調(diào)整相關參數(shù)。編程環(huán)節(jié)是運用SIMATICWinCC歷來進行的，它將Profibus專用電纜同PLC開展無障礙通信。這是一款雙絞電纜，由紅、綠兩色的兩個數(shù)據(jù)線組成，其中，綠色的專門對接DP接口的管腳8，紅色的專門對接DP接口的管腳3。雙絞電纜使用起來具有較理想的可靠性。

4結(jié)束語

在我國信息技術水平不斷提升的背景下，自動化裝船設備得到廣泛的應用。煤礦自動化生產(chǎn)中，PLC技術不僅表現(xiàn)出了良好的經(jīng)濟性能，而且具備較高的可靠度。PLC技術在煤炭提升機、運輸機、通風等方面應用效果良好，提升了安全生產(chǎn)效率，降低了設備維護費用，提高了經(jīng)濟效益。隨著科技的不斷發(fā)展，PLC技術將廣泛應用于煤礦自動化生產(chǎn)。

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（作者單位：陜西省寶雞市麟游縣兩亭鎮(zhèn)麟北煤業(yè)公司）