PLC在礦山機電控制中的應用

（山西煤炭運銷集團保安煤業有限公司 山西 045000）

引言

近年來，經濟水平不斷提升，礦井煤炭開采率不斷增加，對應的機電設備使用量也在不斷增加。在大量選用機電設備的同時，應當考慮機電設備自身的可靠性，避免在其生產過程中出現各種類型的故障而影響整個礦井的生產效率。為有效實現礦井經濟效益的提高需要采用合理的技術降低礦井開采成本，諸多礦井開始廣泛使用自動化機電控制設備以提升整體的工作效率，其中，PLC技術作為現階段較為常用的技術之一，能夠有效實現機電設備的智能化管理，在降低設備故障率的同時提升整個礦井的生產效率。因此，將PLC技術應用于機電設備的管理中能夠有效促進整個礦井生產力水平的提升，降低事故發生率，最終實現礦井的安全高效開采。

1.PLC技術概述

圖1 PLC的結構示意組成圖

結合已有的文獻[1]，國內外對于PLC技術的定義仍然存在較大的分歧。從礦山的生產技術來看，PLC技術可以定義為可編程邏輯控制技術，是現階段機械設備制造過程中較為常用的控制技術之一。PLC的組件包含電源輸入輸出接口、編程器、控制器、存儲器等各個部分（如圖1），設備的主要數據交換通過操作機實現，能夠有效實現數據的編程以及存儲，對于數據能夠有效進行邏輯計算，從而經過轉化之后向對應的機電設備發出指令，最終形成反饋機制，原理如圖2，在PLC技術的應用過程中可以結合計算、排序以及邏輯控制等多種計算機指令，對機電設備進行合理的調控，極大地提升了設備的利用率。同時，PLC設備的各單元組件之間能夠進行自由組合，能夠實現各種不同機械設備的有效控制。基于此，本文基于PLC技術的研究背景，結合其在礦井實際生產過程中的應用，對于礦山機電控制的現狀提出對應的改進措施，以及推動礦井機電設備控制的發展。

圖2 PLC技術原理圖

2.主要優勢

(1)減少人力、物力消耗

目前的能源背景下，企業生產都在追求節能減排。如何采取有效的措施，在降低事故發生率的前提下，提高整體的生產效率，成為目前生產過程中追求的主要目標。在礦井的生產過程中，PLC技術能夠在實現節能的同時提升整體的經濟效益，相對于傳統的繼電器來說，PLC技術可持續時間較長、能耗較低。在礦山設備管理中采用此項技術，能夠有效實現節能，降低經濟成本。與傳統的電路控制相比，PLC控制所需的電路板較小，結構較為簡單，同時能夠實現程序性設計，降低失誤率，最終完成設定的設備控制任務。

(2)可靠性較高

PLC控制系統中一般設置有多重電路組成且各電路間相互聯系，當生產過程發現機電設備的異常情況時，這些電路系統能夠有效發揮減少電路干擾的作用，從而保護電路，整體的操作過程更加智能化及安全。因此，PLC在機電控制中能夠有效提升整個系統的穩定性，降低故障率。礦山生產作業過程具有危險性較高的特征，其結構較不明確，當出現設備失控的情況時需要中斷作業，對工人的人身安全造成了極大威脅，同時也使生產效率降低。因此，在礦山開采過程中使用PLC技術能夠有效提升整個機電設備組織的可靠性，降低礦井機電設備的故障率。

PLC技術大多較為先進，通過電路的設計能夠減少外部環境干擾，最終實現整個礦井運行情況的實時監控。傳統的技術大多需要設備的檢查更新，工作人員的工作量較大且存在諸多安全隱患。而PLC電路只需要對相應的操作系統更新即可，能夠及時改善目標區域的工作狀態，同時完善整個系統的更新以滿足生產需求。

(3)實用性更強

在井下實際生產過程中經常需要設置風門，風門的閉合大多通過人工操作實現。關于風門的開關需要工人與之接觸才能實現，導致操作過程中工人勞動強度過大且危險系數較高，操作失誤則會導致生命危險以及設備損壞。基于上述生產現狀，需要對其進行有效的改進，其中，使用PLC控制能夠實現風門的自動開關在現場應用中效果較為理想。同時，PLC在現場應用中表現出較強的實用特征，對于收集到的數據能夠及時處理及分析，當出現問題時能夠及時進行報警，通知相關工作人員進行處理，有效降低了工人勞動強度及礦井事故發生率。

3.PLC控制存在的問題

大多數礦井在生產過程中為降低生產成本大多選用傳統的控制電路，這種電路形式消耗了大量的能源且效率較低。PLC技術起步較晚，經驗較不成熟，同時現場應用的成本較高。我國對于PLC技術的應用低于國際先進水平，導致整體的生產力水平較低，中小型礦井大多采用的電路控制技術人為傳統控制，缺少先進技術。同時，我國對于PLC技術的掌握仍然存在諸多不足，導致現場使用過程中出現問題時很難進行及時有效的處理，大多處理方式為更換設備，資源浪費較為嚴重。

4.PLC技術應用現狀

目前礦井資源需求量顯著提升，若仍然選用傳統的技術將很難滿足生產需求。PLC技術能夠提升整體工作效率以及自動化水平，節約經濟成本。關于其安全高效主要體現在以下幾個方面：

首先，PLC安裝在提升機上能夠對其速度有效改進，同時老式提升機拆裝之后仍能夠實現回收利用；

其次，為了實現新舊系統的有效轉換，可以在機頭部位安裝多路插頭實現新舊系統轉換；

最后，機電設備的安裝人員應當利用檢測設施對提升機的制動情況進行分析，保證提升效果。完成改造之后，新舊系統應分別調試，以保證整體的利用率較為合理。

在礦山機械設備的組成部分中，膠帶運輸機是整個礦井生產效率提升的關鍵部分，運輸效率較低將會導致生產率的降低。PLC技術運用于膠帶輸送機，可以提升整個礦井的運輸效率。其中，對膠帶輸送機的改造可以根據礦井實際需求將膠帶的速率進行改善，通過PLC編程實現整個過程的自動化。

綜上所述，礦山機電設備加入PLC技術后，能夠有效提升其工作效率，提升安全系數以及自動化水平，即PLC技術的應用前景廣闊。

5.結語

隨著科學技術水平的不斷提升，煤礦生產的生產效率也在不斷增加，自動化技術逐漸成為礦山生產的發展趨勢。在機電化控制技術中，PLC技術能夠有效提升設備的工作效率及其自動化水平。然而，我國對于PLC技術的應用仍存在一定的不足，仍然需要加強研究力度，提升其在我國礦井機電設備應用中的廣泛性。