基于PLC技術的礦山開采電氣自動化控制技術研究

徐芳芳

（呂梁職業技術學院，山西 呂梁 032300）

在當前自動化控制領域當中，增設先進的自動化控制技術能夠更快的實現礦山開采電氣設備的自動化控制水平，為經濟發展提供有力支持。本文選用一種PLC技術融入到礦山開采電氣自動化控制技術中。在礦山領域中，PLC技術是能夠對設備進行數字化控制，并且實現編程的控制技術。PLC技術在保證傳統變成控制設備及大型功率變流器的基礎上，對傳統電氣設備進行控制改造，從而有效的提高電氣設備的運行速率，更進一步提高礦山開采的工作效率。

1 基于PLC技術的礦山開采電氣自動化控制技術研究

在對礦山開采電氣設備進行控制時，電氣設備控制參數的獲取和PLC控制當量的計算是必不可少的兩個部分，同時也是融合PLC技術的關鍵步驟，只有完成這兩個關鍵步驟才能實現對礦山開采電氣設備的自動化運行控制及遠程控制。

1.1 電氣設備控制參數獲取

電氣設備的控制參數獲取首先要通過電氣設備的實時運行，獲取到過程中產生的所有參數信息，從而實現對運行過程的控制監督，實現電氣設備自動化。

為了保證控制技術的精準控制，在進行控制參數的獲取時可通過工業控制設備實現數據采集。工業控制設備具有可靠性高、可擴展能力強等優勢。電氣設備控制參數主要包括設備的正轉運行參數、反轉運行參數、故障參數、反饋參數、運行過程中的溫度變化情況、運行速率等。

1.2 計算PLC控制當量

通過工業控制設備獲取到電氣設備相應的控制參數后，利用PLC技術對參數進行計算，從而獲取到控制器、變頻器、電氣設備以及環境參數傳感器的各項控制當量。PLC技術控制原理是當電氣設備運行的過程中，對其設置一個理想的運行效果參數，即給PLC技術一個已知的定量。利用該定量電氣設備自動給出一個初始值恒定的運行速率，待電氣設備運行一段時間住戶，獲取上文提到的幾組參數信息，并將其與定量進行比較，若參數超出了定量，從礦山開采安全角度考慮，應實時減低各設備的輸出頻率，從而降低電氣設備的運行速率。如參數低于定量，則從礦山生產需求角度考慮，應提高各設備的輸出頻率，保證礦山開采的工作效率，直至與預設的初始值數值相同，停止控制。

PLC控制當量的計算公式為：

公式中，Vn表示為電氣設備的輸出頻率；Cp表示為個電氣設備實際運行中的比例系數；Ci表示為電氣設備實際運行中的積分系數；a（x）表示為第x次獲取時與定量之間的偏差值；∑a(x)表示為第k次之前，包含第k次的獲取參數與定量之間的偏差值之和。利用上述公式計算出控制器、變頻器、電氣設備以及環境參數傳感器的對應當量。

1.3 實現運行控制及遠程控制

基于PLC技術的礦山開采電氣自動化控制技術運行控制實現主要分為三種。

運行控制也可以稱為就地控制，將控制中心作為主要的操作場地，將獲取到的各類電氣設備控制參數輸入到工業控制設備當中，由相應的監督、控制軟件通過不同的傳感器、開關信號等進行實時的信息交流，并根據PLC控制算法計算出相應的數值與定量進行比較，判斷電氣設備的運行情況，是否出現故障情況，是否需要對故障進行處理并發出警報。

其次，將實時的環境參數、電氣設備參數及運行情況進行處理，并將其傳輸到控制中心，再通過網絡轉化成信號的形式呈現到控制人員的計算機當中，各相關管理人員在對礦山開采的當前情況有了足夠的了解后，再根據故障的具體原因找出故障位置，并及時作出處理了，減少由于電氣設備故障造成的事故發生，減少經濟損失，進一步提高工作效率。

最后，控制中心的計算機也可作為監控機，將礦山開采現場的參數信息經過處理后傳輸到其他具有監視權利的計算機上，實現多方位、多角度的控制管理。

遠程控制是基于穩定、可靠的運行控制提出的，在運行控制的基礎上，增加相應的遠程控制設備，從而實現礦山開采電氣設備的遠程控制。主要增設的設備包括通訊設備、遠程操作執行裝置等，同時沿用運行控制中控制中心的計算機及相應控制設備?？紤]到礦山開采現場可能存在強電磁場區域，因此，通訊設備的選擇必須具有較強的抗強電場及強磁場的能力。遠程操作執行裝置選用可以通過監控機發布的相應操作指令完成相應的遠程控制操作的設備，并保證每臺設備的精確調試。

2 實驗論證分析

提出具體的基于PLC技術的礦山開采電氣自動化控制技術后，將其與傳統的控制方法進行對比實驗，主要針對礦山開采中電氣設備的運行速率作為考查內容。首先選取不同類型的電氣設備5臺，分別利用兩種控制方法完成兩次礦山開采。將開采過程中產生的各項參數信息進行記錄，為了保證本次實驗的客觀性，將其它影響因素均設置相同，完成實驗。表1為兩種控制方法的實驗數據記錄。

表1 實驗數據記錄表

根據本次實驗及實驗數據記錄表可以得出，本文控制技術對電氣設備工作效率有明顯的改善，更進一步的提高了礦山開采的經濟效益，節約采礦成本。因此，在采礦行業后期的發展中，應加大該技術在自動化控制設備中的應用。

3 結語

本文基于PLC技術對礦山開采的電氣設備的控制技術進行研究，對自動化控制方面進行了優化升級，基本實現了礦山開采的電氣設備自動化控制和無人操作，實現了礦山企業機械化生產。在減少人力資源的浪費和降低經濟成本的同時，提高礦山開采效率，實現礦山開采的可持續發展。