煤礦生產電氣自動化過程中PLC的應用探究

陳少華

（河南神火煤業公司梁北礦 河南 禹州 461670）

煤礦生產電氣自動化過程中PLC的應用探究

陳少華

（河南神火煤業公司梁北礦 河南 禹州 461670）

科學技術的進步促進了各行業和自動化技術之間的聯系，其中PLC技術在煤礦生產中的應用也越發廣泛。因而，運用PLC技術已成為提高煤礦生產效率、安全生產，同時實現煤礦企業生產目標的關鍵。鑒于此，本文探究了煤礦電氣自動化過程中的PLC使用情況。

煤礦；電氣自動化；PLC技術

煤炭屬于我國能源消費結構中的重要構成部分，從改革開放至今，我國的煤炭行業發展迅速，生產效率也在迅速提高。在新的市場經濟形勢下，人們對煤炭資源的質量和需求量均趨向嚴格化，煤炭企業必須依據諸多用戶要求來滿足我國煤炭市場需求，然而要想提高煤炭的質量及產量，就必須改善、完善煤炭生產技術和生產設備。所以，PLC控制技術已被廣泛地運用到煤礦行業的生產、開發過程中，而且發揮了重要作用。

1 概述PLC技術

PLC技術比較復雜，其涵蓋范圍較廣，整體來說，PLC技術是一項“操作數字運算電子操作系統”，編碼之后便能投入使用，并運用在各種機械控制和生產過程控制中，相較于其他技術，該項技術具備如下優勢：例如擴展性能相對較好，在擴建PLC系統時，比其他系統的擴建更加簡單、快捷；PLC系統還有較強的自我診斷力，當外圍設備或者自身發生故障時，均能依靠 PLC自帶的故障顯示功能進行診斷。此外 PLC系統還有這樣的優點，就是當系統發生故障，其設備更換配件和維修均較方便，改系統還運用了一種UPS系統，這類系統的主要優勢在于，即使是發生突然斷電的情況，也不會影響資源和數據的保存，其穩定性極強。PLC系統具備在線編輯功能，如果生產中需要改變某一工藝流程時，可依據實際狀況重新編程PLC系統、更改設備工作方式和順序，這能極大地節省生產時間、同時提高工作效率。

2 PLC系統在煤礦控制過程的應用

2.1 PLC在帶式煤炭輸送機中的使用

PLC在帶式煤炭輸送系統中具備重要作用。依據PLC系統的實際工作特點和機制，在皮帶機輸煤系統中引入PLC，既能極大地提升帶式煤炭輸送系統的運煤效率，又能避免煤炭輸送過程中浪費電能。帶式輸送機主要是由信號處理系統及信號采集系統構成，前者則由PLC、人機界面和工控機界面組成。在礦井下運用PLC系統的效果較為顯著，主要原因為礦井下環境較為惡劣，電磁干擾很強，而PLC的穩定性較高、配置較靈活，且對不良環境的適應性和抗干擾性均很強。PLC主要執行現場信號采集工作，然后根據針對性的運算來實時控制設備。模擬量輸入模塊、工控機和PLC共同構成了控制系統軟件；PLC軟件程序常包含系統保護、系統控制兩類；操作系統則被分為自動操作和手動操作兩種，自動操作系統主要借助工控機來啟動、停止設備，手動操作系統則依靠操作員直接操作設備。

2.2 在提升機中使用PLC技術

隨著時代的快速發展和科學技術的不斷進步，PLC技術也得到了逐步完善和更新，煤礦生產中使用的傳統型提升機已無法滿足新形勢下煤礦開采的實際需求；而PLC技術的完善和發展為改造傳統型提升機創造了便利條件，當前可以借助PLC技術改造提升機，其改造重點繼電器。通常借助可編程控制器和大功率的晶閘管變流器這兩個系統來改造傳統提升機，具體改造步驟如下：（1）首選必須明確應保留傳統提升機的哪些部件，例如直流電機或者其它部件，再運行試驗過程中，無需更換能繼續運用的部件，以此節約改造成本，避免發生浪費現象。（2）及時將舊操作臺移走，合理地進行新操作臺安置，再調整電樞回路，搞清楚轉換刀閘狀況，且依據真實狀況添加刀閘，因而可較快地完成舊系統和新系統之間的轉換工作；安全裝完新系統后，不能即刻投入工作，尚需一段時間進行后期調試，調試新系統期間可以繼續運用舊系統進行工作，如果新系統出現異常，可以用舊系統暫時替代新系統的工作，一般依據煤礦的實際生產狀況決定傳統舊系統的具體保留時間。

在改在PLC系統時，應重視技術人員的篩選問題，需盡可能選擇長期工作的、經驗豐富的技術人員，讓他們參與PLC系統的改造工作，這樣不僅能嚴格控制系統改造質量，還能及時發現并維修出現的故障。在安裝 PLC系統時應施行實時監控名，保障所有設備均處于正常運轉狀態，以節省新系統調試時間，提高新系統的調試質量和調試效率。在檢測和校驗傳感器時，通過在線送電進行測試，便于實時監控測量參數；另外，還可借助可編程控制器對裝卸載系統進行在線測試，以此縮短裝卸載系統的調試時間，實現一次性調試多種系統，使復雜工作快捷化、簡便化。

2.3 在煤礦主排水泵中使用PLC技術

在煤礦主排水泵內使用PLC可以實現監控、遠程通信、控制和保護等功能；另外，還能實現合理調度，主排水泵內由PLC構成的自控系統常由電控設備、機房設備、數據處理系統、通信接口及信號采集設備組成，自動控制系統又可分成如下三個方面：（1）機械設備層，（2）地面監控的主站層，（3）PLC控制層。PLC系統的功能一般較穩定，通常情況下都不會出現較大故障，在保護設備、診斷故障方面具備極強的完整性；此外，PLC系統還能實現人工控制，即便PLC系統發生故障后無法正常工作，也仍然可以啟動排水泵；最后，該系統還能執行故障復位、系統界面切換和巡查等更。

2.4 在主扇風機中使用PLC技術

主扇風機屬于煤礦開采的重要設備之一，常通過自動和手動兩種方式來控制通風機起停問題，這要求所有操作均應規范、合理，且確保安全。自動控制通風機模式的工作原理如下：PLC先得到工控機發出的指令，再依據程序設定進行動作。在該自動系統中，PLC可以循環掃描各個輸入點，讀取溫度巡檢儀顯示的繼電器信號和風門狀態；此外，PLC還可讀取模擬量的輸入信號，這些輸入信號常包含震動參數、甲烷濃度參數等，獲得參數后可以運用PLC檢測數據，以比較警戒限額和數據，如果所得數據超過系統的警戒限額，PLC系統會自動報警。

2.5 PLC在設備集控中的使用

PLC在煤礦設備的集中控制系統中的使用常體現在煤炭地面篩分和綜采面設備集控系統中，煤礦綜采面常包括帶式輸送機、破碎機、轉載機、采煤機等多種設備。依據煤礦綜采面的實際生產工藝，運用PLC能集中監視設備運行狀態和參數，并集中控制設備開始、停止。在煤礦設備集控系統中運用PLC既能確保綜采過程的安全，又能節約生產成本、提高煤礦企業的生產效率。煤炭篩分系統已廣泛采用了PLC集控系統，因煤炭篩分系統囊括較多設備，當PLC集控系統主站建成后需要建立較多的系統分站；PLC各分站和主站之間的通訊可以有效集中控制地面篩分系統，集控系統的主要控制功能為逆煤流起車、順煤流停車，同時還能監視設備的運行狀態和運行參數，如果設備發生故障，集控系統怎會發出警報，以免煤堵塞。

3 結語

PLC技術在煤礦企業中的廣泛應用，已有效推動了煤礦企業的發展和進步，通過分析各系統和設備中PLC 的應用情況，可以知道PLC技術能有效提升煤礦電器自動控制系統的安全性、穩定性、生產效率，并降低各類設備的故障發生率，從而降低生產成本。我國現代化煤礦企業的建設步伐在逐漸加快，電氣自動化技術的重要作用也更加凸顯，煤礦企業既要建立自動化控制系統，還應與時俱進，緊跟時代步伐進行不斷的提升和創新。雖然我國部分煤礦企業的電氣自動化仍存在諸多不足，但建立煤礦企業自動化系統的發展方向和目標是明確無疑的。

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陳少華 1982.04；男；漢；河南省禹州市；河南理工大學 電氣工程及其自動化（研究方向），本科；助理工程師