PLC技術在礦山機電控制中的應用研究

郭子揚

摘要：本文在全面了解PLC技術原理的基礎上，分析了礦山機電控制中PLC技術的優點，并對PLC技術在煤礦機控制中的應用要點進行了分析與探討。

關鍵詞：PLC技術;礦山機電;技術原理

一、PLC技術原理

PLC技術在本質上是一種帶有編程功能的邏輯控制存儲器，該技術可以根據用戶輸入的指令通過對數據進行邏輯運算和機械定時，實現對各種型號機電設備的實時控制。PLC通常由存儲器、CPU，I/O、編程器、控制電源這幾部分組成。其中，中央處理器CPU是PLC最核心的部件，PLC控制技術功能主要由CP互集成電路板來完成實現，對PLC控制運行起到關鍵作用。CPU主要由儲存器、運算器兩部分構成，CPI通過解讀用戶輸入的命令，逐條執行各個不同的指令，并生成各種控制信號，以便快速完成用戶發出的各種指令，在執行用戶指令過程中，CPI同時會自動讀取、分析、處理傳入機電設備的各種數據，并對數據進行運算、存儲。另外，CPU還具有控制輸出狀態的功能，實現對機電設備的有效控制。

二、礦山機電控制中PLC技術的優點

（一）可靠性高

對礦山資源進行開采的過程中，由于礦山有著與其他資源開采不同的特殊性，礦山開采的危險系數是遠遠高于其它工種的工作，因此就需要使用機電設備，然而礦山的主體結構是有很大的未知性的，機電設備萬一出現了失控的問題，產生了重大的機械故障，那就很容易對礦山開采產生嚴重的危害，對在礦山工作的工作人員也會造成很大的威脅，所以礦山的機電設備需要有良好的可靠性。而使用PLC技術就可以很好的保障機電設備的安全性。PLC的制作工藝非常嚴格，同時PLC的內部電路可以有效的抵抗各種干擾，這是相對于其他技術所獨有的可靠性特點，PLC發生故障的概率也是同類型產品最低的，使用PLC技術可以有效的監視機電設備，維護機電設備的安全運行。

（二）實用功能多

PLC擁有著許多的實用功能，隨著現在科學技術的飛速發展，PLC的應用技術也在不斷的更新換代，使用PLC可以有效的對機電設備展開監控，而且擁有運算各類數據的能力，可以精確的對礦山機電進行控制，對各種機電設備可以進行有效的故障檢測、溫度調控、位置監管等，因此在礦山機電控制中使用PLC技術，可以增強機電控制的速度，極大減少礦山工作人員的負擔。

（三）節能效果好

現在社會的一大熱點問題就是環保，全國的大小企業都踴躍支持國家關于節約資源的號召，施行可持續發展的生產方式。而PLC相比于使用繼電器的方式耗能很低，礦山企業應用PLC技術正是響應了可持續發展的理念。煤礦生產開采往往涉及復雜的技術性，且生產作業量巨大，在煤礦開采作業過程中，機械機電設備的能耗較高，嚴重阻礙煤礦開采行業的可持續發展，不利于煤礦開采形成安全環保綠色生產模式。在綠色環保成為社會發展主旋律的今天，煤礦生產開采行業需要引進先進技術實現煤礦低能耗開采作業，PLC技術以其優異的低能耗性在確保礦山開采行業可持續發展方面起到重要促進作用，使煤礦生產開采的高能耗得到有效控制。

三、PLC技術在煤礦機控制中的應用要點

PLC系統本身非常靈活，編程語言比較簡單，整個編程過程非常簡單易操作，并且在實際操作中應用靈活，能夠方式干擾，信息傳輸的穩定性比較高。PLC技術在工業生產的通信功能和順序控制以及定時通信的技術，能夠幫助電氣設備安全可靠的運行。

（一）改造運膠帶機設備的應用

運膠帶機的設備改造中，經常用的四PLC裝置變成KZP可控裝置。KZP可控裝置是用電動機輸出軸和輸送帶上的安裝速度傳感，然后收集膠帶運行中的數據收集，在裝置中顯示出來，如果速度傳感器的裝置檢測數據超出預設范圍，那么PLC裝置就可以自動減速，保證系統處于穩定安全的狀態，降低膠帶機設備的怠速。但是如果檢測的數據比預先設定的值要少，就應該反向調節，使膠帶機設備的帶速增加。

（二）井下風門自動關閉改造功能的應用

礦井生產過程中，人工控制井下的風門開關，但是井下的風門承受壓力較大，因此風門在開關過程中壓力較大，操作難度系數高。用PLC技術能夠明顯的改變這個難題，加上紅外線的感應，能夠對進出車輛進行檢測，不需要人工就能完成風門的啟動和關閉。如果有車通過，風門就可以做到自動打開，車輛進入風門之后會自動關閉，從而降低生產成本，保證提高工作效率。風門開啟的過程中，有一定的流程。

（三）改造提升機設備的應用

用PLC技術對提升機進行改造的原理就是用大功率的控制設備進行電流改造，PLC作為主控系統確定了系統的工作方式，主要任務是發布控制命令，完成提升機的啟動、加速和減速以及爬坡等過程，通過對提升機的設備改造，提升機設備的運行效果得到了改善。

改造過程可分三步：第一，先進行操作臺改造，把老式的提升機平臺轉到一邊，安裝新操作臺。改造處理的時候仍然要用之前的系統在舊操作臺進行系統調試。第二，把轉換裝置裝在回路上，保證新系統和舊系統之間能夠靈活轉換，安裝新系統的時候還要保證舊系統能夠適用。第三，安裝中，工作人員需要有專業能力和豐富的經驗，需要負責設備后期的現場維護。

（四）PLC技術在設備故障診斷中的應用

通過輸入輸出模擬信號，PLC技術能夠及時診斷設備故障。首先是模擬信號的導入過程，隨后系統檢測模擬信號并與內存中的數據參考值進行比對，如果模擬信號與內存信號相似，則認為系統運行正常，如果出現較大差異，則認為系統運行出現了故障;PLC技術能夠實現對開關量信號的故障分析，一個完整的PLC電路，能夠檢測到開關信號是否存在，如果實際中存在的狀態值與已有的輸入狀態值相符合，則說明機電設備運行正常，如果兩者存在較大差異，那么該機電設備可能發生了故障，這種即時的判斷方法能夠通過各節點來分別檢測，能夠使設備維護人員及時發現并準確定位發生故障的設備;PLC技術在中斷方式故障的診斷中也發揮著作用，如果一個系統發生了故障，通過輸入在中斷源上的PLC就能夠及時檢測到故障信號，然后機電系統會根據故障信號做出反應，及時中斷系統的工作與運行。

將PLC技術運用到設備故障的診斷中時，故障信號并不是直接輸入計算機的內部系統，而是通過將故障信號轉變成另一種信號進行輸入，然后通過PLC技術對轉變后的信號進行編輯，因此在整個故障診斷過程中，故障信號的采集是最基礎最關鍵的工作，信號采集過程中如果出現了問題，那么故障的診斷也不會準確。

四、結束語

綜上所述，隨著經濟的發展，煤炭用量不斷加大，因此采煤作業的規模也在逐步提高，為了適應新時代經濟形勢下的煤炭需求與安全要求，PLC技術也被逐漸應用到采煤作業當中去，應用PLC技術，能夠有效增強煤礦作業的自動化程度，保障井下人員安全，因此在煤司企業中得到了廣泛應用。

參考文獻：

[1]閆志敏.PLC技術在礦山機電控制中的應用研究[J].機械管理開發，2017，32（12）：127-128，138.