論PLC技術在礦山機電控制中的應用

張穎異

摘要：隨著自動化和信息技術的不斷研究和推廣應用，在礦山生產中，各種使用到的機器設備，應用PLC技術，能夠加強礦山機電的自動化控制，既節省了人力資源，也以精準化、自動化、全面數據檢測和收集等優勢，逐漸在機電設備改進、升級中有了廣泛的應用。

關鍵詞：PLC技術;礦山;礦山老舊提升機;運膠帶機;風門

礦山作為充盈著物質和能源礦石的自然地域，隨著人們對于科學技術的創新和提升，礦山事業也在礦山機電的自動化發展中逐漸向著更安全、更高效的生產方向發展。其中，PLC是重要的機電設備自動化控制器，加強了系統組合的靈便和安全性，在礦山機電的控制中具有重要的作用。

一、PLC技術的概述

據國際電工研究，PLC技術是一種利用數字運算來操作的電子系統，其核心是利用存儲器所存儲的數據，再加上可編程控制器對收集、輸入數據的計算加工，以數字模擬式的信息數據輸入和輸出，從而精密控制生產過程中各類型的機械或生產目標。PLC技術的優點是可靠性好、靈活性高等，在系統組合中利用PLC技術的能夠實現在線程序修改、編程語言等操作，因此在控制礦山的機電運行中具有重要的重要。可以根據PLC技術的結構功能特征，將其配置結構劃分為：底板、內存、組合式機架、電源模塊、I/O模塊、CPU模塊等[1]。

二、在礦山機電控制中，PLC技術的具體應用

（一）用以改造礦山老舊提升機

將PLC技術用以改造礦山老舊提升機能夠很大程度上的提升其運行效率，其主要是在大功率的控制器、晶閘管和變流器的裝置作用下，讓礦山開采的老舊提升機在原繼電器的控制上被改造，獲得更好的利用效果。主要操作程序如下：

首先，轉變工作臺。將老舊提升機的直流主電機、部分構件機械等保留下來，讓提升機能夠在老系統的基礎上持續運行，再將原有操作臺轉變為新操作臺，對電樞回路做重新調整，添加轉換刀閘從而讓新、老系統能夠以工作方式轉換轉換的方式共同維持運行;加設多路航空插頭切換系統運行，從而更好的控制提升機的制動系統的運行[2]。這樣的調試方式一方面保障了新系統尚未真正投入應用的調試時，老系統能夠負擔設備工作，而且老系統永久保留的方式，也能夠起到新系統的備用作用。接著，在老舊提升機的改造安裝過程中，應當保障技術人員的標準化安裝能力及參與后續設備維護的全過程參與，能夠加強設備改造質量。在應用PLC技術的安裝全程，需要以電控、現場監督等密切監測方式，對井筒位置的開關、安裝進程和機械潤滑制動系統情況等做好詳細了解，這樣既保障了改進質量，也有利于以科學有效的改進方法減少新系統的調試時間;對于傳感器的監測和校準，可以利用實時送電測試，確保測量的每個參數能夠與提升系統運行實際對應;對老系統的檢驗和提升主要是為了保障老系統能夠在需要時盡快無誤切換，因此主要是對每個構成部分的持續運行過程檢驗。對于提升機所涉的老系統、控制器系統等的裝卸載系統做在線調試檢驗時，應當盡可能以一次性、快捷準確調試的方式來有效控制工作量。對于閉環系統的穩定性檢驗主要是確定其動態響應時的各參數狀況，從而更進一步的實現全系統的空載和重載測試。最后，在以上的所有提升、改進和檢驗測試都達標后，一般將礦井機電設備全部停產兩天做全系統空載，確保合格后即可裝載重物正式運行，以PLC技術對礦山老舊提升機實現全面改造，提升了其在全載重物方面的自動化方式和能力[3]。

（二）用以改造下運膠帶機

利用機電液一體化的KZP系列盤式機電控制，是礦山開發和利用的常見機械，而其利用PLC技術可控自動化制動裝置，加強了設備的實效性作用。KZP系列盤式主要由液壓站、制動裝置和電控系統三部分組成。其制動裝置的原理是通過閘瓦同制動盤間的摩擦制動力矩，加上來自液壓站的壓力調節，改變了運膠帶機的制動力。這系列的可控裝置主要是在電動機上的速度傳感器在運行時感知膠帶上的多樣化數據信息，顯示在顯示器上。應用PLC技術改造下運膠帶機，一方面能夠幫助運膠帶機監測和收集到更多數據，另一方面能夠以自處理的方式進行數據和處理和運行方式改造，具有實效性。

例如在設備正常運行、正壓力為0的一般情況下，其油壓最大，制動閘松開，而閘瓦和制動盤間間隔大概為1.3mm;若設備需要盡快制動，則由傳感器收集數據，計算、數據處理器分析工況，由電液控制系統自主做出控制指令，通過油壓的自動降低來控制設備制動。一般將設備自動化程序設定為，若環境溫度到達40℃，則盤式裝置每小時制動10次，保障盤面溫度低于150℃，而其雙回路完全對稱設計的液壓控制系統，保障了其發揮軟制動作用的效果。從以上可以看出，應用PLC技術改造的KZP系列盤式在所監測到的設備實際運行數據高于正常運行的設定值時，一般會由可編程控制器來自動的降低供電電流，控制油壓，從而降低膠帶運行的速度;若監測實際運行數據低于設定值，則也能夠自動的擴大供電電流，打開閘瓦，以預先設計的標準化動態可控的運行機制，保障運膠帶機的正常運行。

（三）用以實現井下風門的自動啟閉

礦山的礦井開采中，井下風門能夠對開采效率和工作難度起到很重要的影響，而其工作環境的負壓大、風門管理難度高等特點，也讓風門常常難以得到及時有效的管理，并且非常容易損壞。應用PLC技術來實現井下風門的自動啟閉，就是利用紅外線傳感器精確監測設備運行的實際情況，在預先編寫的自動化程序控制器作用下，讓井下風門能夠根據工程開展實況需要自動啟閉。這樣既降低了人工成本耗費，也保障了工程區域內車輛、行人的進出安全性。

由于風門的面積較大，加上其兩側在開閉過程中產生的氣流的作用下，所形成的氣壓差，一般啟動風門的檢測重量為40kg物體的運行，正常流動和風門開啟后，壓力會使得檢測重量降低5kg左右，使得難以繼續開啟。對此，為規避風門只能部分開啟的狀況，應用氣缸傳送帶提供風門開閉驅動力，借助氣缸小氣窗降低氣壓變化導致的風門壓力變化，結合電力的能量驅動作用，共同保障了風門的正常開啟和關閉。

綜上所述，本文以PLC技術這項自動化的電氣設備控制技術為中心，主要分析了PLC技術的基本原理、構成和作用，并從多個層面闡述了該項技術在礦山的老舊提升機、運膠帶機和風門等機電設備的自動化改進和升級中的應用，從中可以看出這種技術的應用重要性和作用。

參考文獻：

[1]PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用分析[J]. 李海月.? 科學技術創新. 2019（35）.

[2]PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的運用分析[J]. 郭嬋.? 科學咨詢（科技·管理）. 2019（12）.

[3]PLC技術在電氣工程及其自動化控制系統中的運用[J]. 胡福麗.? 當代化工研究. 2019（17）.

（作者單位：寶泰隆新材料股份有限公司）