基于PLC技術的礦山機電控制系統應用研究

＊曹宏偉

（陽泉市燕龕煤炭有限責任公司 山西 045000）

隨著科技的不斷進步以及各種技術的橫空出世，PLC技術便是這些技術中非常突出的技術手段，也是一種可操作性非常高，性能非常強大的可編程控制技術，同時它的運行狀態能夠保持的非常穩定，在如今生產生活中，各行各業中都有著它的身影，而將PLC技術應用到礦山機電控制系統中也是如今非常有用的一項技術手段，它不但可以提高礦山機電控制系統中的內部儲存結構，還能夠對大量的數據進行快速的分析與調整。所以PLC技術應用到礦山機電控制系統中已是一種社會趨勢。

1.PLC技術的原理

PLC技術的工作原理一般分為三個階段，三個階段稱作一個掃描周期，同時PLC的CPU按照一定的速度來重復進行上述三個階段。第一個階段是輸入采樣階段，在這個階段PLC用掃描技術依次讀取所有的輸入以及數據存儲，然后將其放入到I/O地址符號中，然后將這些所讀取的輸入狀態和數據放入到第二個用戶程序執行階段，然后根據所依次進行的用戶掃描程序對所輸入的數據進行邏輯計算。在進行邏輯運算之后，將這些數據重新刷新在系統ram存儲區中的對應狀態位這樣基本工作流程就完成了。值得一提的是，一個掃描周期的快慢主要是取決于CPU執行指令的速度，還有指令本身占有的時間以及指令的條數等因素。

2.PLC技術在礦山機電控制系統中的應用

(1)在硬件以及環境條件方面

雖然PLC技術在礦山機電控制系統中各個方面的用途不盡相同，但是它的設計思路大致是一樣的，所以我們在對這方面進行研究時就會省下許多工作量。但是將PLC技術應用到礦山機電控制系統中，對于系統硬件以及環境條件都有著非常大的要求，在環境方面，需要選擇溫度適宜的環境溫度不宜過高，一旦過高就會影響到PLC在系統中的運行與轉換速度，最糟糕的是可能會破壞PLC技術在系統中的應用。

在硬件方面，安裝PLC時不要將PLC安裝到那種發熱量比較大的元器件上方，因為容易會對PLC造成非常大的影響，同時PLC所安裝的位置一定要避免陽光的直射以及保持正常的通風，如果控制柜內的溫度非常高，那么就可以安裝強通風設備來控制箱內的溫度。與此同時，我們還要注意不要將PLC的控制柜裝到那些有腐蝕性或可燃性的氣體或液體的周圍，以免會對PLC的元器件造成腐蝕或者產生爆炸。

圖1

(2)軟件方面

在很多情況下，我們并不能夠完全消除硬件方面以及環境方面對PLC控制系統所造成的干擾，這個時候我們便可以在PLC的軟件方面下功夫，讓他們能夠完全的進行配合，提高PLC控制系統的穩定性以及對它運行能力的加強，而PLC在礦山機電系統中的軟件應用主要體現在過程控制以及邏輯控制兩方面。

在過程控制方面，PLC具有監控的能力，它能夠對整個系統運行中的溫度，濕度以及流量等因素進行有效的控制，確保它們在可控制的范圍之內，然后使用l/O模擬控制器將所需要的模擬量轉化為數字量，實現A/D到D/A的轉變，然后再對這些被控制的模擬塊實行閉環控制。當這一切過程都完成之后，就可以對系統設備運行數據進行監控，然后對系統中所出現的問題進行記錄以及處理，同時為日常的維護以及保養工作提供非常可靠的數據依據，比如系統在工作時是否溫度過高，而需要采用強通風裝置降低控制柜中的溫度，這也是變相的對PLC控制系統進行保護。

在系統的邏輯控制方面PLC技術可以通過與，或，非等邏輯運算符號去對系統中的電路實行邏輯運算，然后再用電路中的串聯，并聯和觸點的結合使用去代替繼電器，來進行邏輯的組合控制，定時控制以及順序控制。這樣的話，不僅能夠使線路更加的具有可操作性，讓操作難度降低，節省電路的運行時間，增加工作效率，同時還可以讓程序變得更加靈活多變，這讓電路在進行轉換的時候不必重新斷開以及啟動電路進行連接，而僅僅只需要改變PLC技術中的邏輯運算組合，這樣不僅使維修程序系統更加的簡單，還能夠滿足系統所運行的各種各類的要求，讓礦山機電控制系統變的更加的成熟。

3.PLC技術在礦山機電控制系統中應用的意義

(1)增強可靠性與抗干擾能力

具有非常高的可靠性以及抗干擾能力，是礦山機電控制系統所必須具備的能力。PLC技術采用了現在大規模的集成電路技術以及生產工藝的制造技術，所以它的內部電路的結構極其穩定并且具有非常高的可靠性。從PLC的外電路控制系統來看，它與我們平常所使用的同等級的繼電器相比，它的接觸觸點少了成千上百個，所以他們在運行的環節中出現問題的可能性也就大大降低了。同時，PLC還帶有硬件故障的自我檢測能力，它可以讓系統在運行時檢測到其中出現的問題發出警告，然后將其記錄下來并進行處理。同時，在使用軟件的時候，軟件的使用者還可以編入外圍器件的故障自斷程序，讓系統中的電路與設備能夠獲得診斷自保的能力。這方面與傳統的礦山機電控制系統來比具有非常大的優越性，同時它的抗干擾能力也增強了很多很多。

(2)可操作性強

圖2

與傳統的礦山機電控制系統相比，將PLC技術應用到其中，能夠大大減少系統的控制難度讓它的可操作性變得極強。PLC的接口非常容易，而且它的編程語言對于工程技術人員來說都比較容易接受，同時它的梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖也非常的接近，只使用少量的PLC控制開關就能夠控制各種邏輯運算組合來實現程序的運轉，降低了很多的工作難度，這樣能夠使那些不懂計算機原理以及匯編程序的技術人員更容易接受，也為他們的工作創造了更多的便利。而隨著科學技術的不斷進步，PLC技術在礦山機電控制系統中的可操作性將會變得越來越強，運行程序的設置也會變得越來越簡單，能夠讓更多的人以低操作的手段去運行更多更加復雜的程序。

(3)功能性極強，適用范圍廣泛

隨著技術的不斷進步，PLC也出現了各種規模的產品，它可以適應各種程序運行狀況下的要求，而且它除了可以控制邏輯運算程序外，還可以進行數據的運算，所以近些年來出現了非常多的PLC運算單元，例如溫度運算，濕度運算以及CNC運算等，這些運算單元的出現使得PLC可以對系統中的各種指標進行監控與處理，所以它能夠適用于各種各樣的運算環境之中，功能性特別強大。

4.總結

隨著時代的進步以及科技的不斷發展，如今維持各項技術都需要耗費大量的資源，而隨著能源的不斷開采，礦山資源也變得非常的重要，所以對礦山開采有著極大作用的礦山機電控制系統深受人們的重視。將PLC技術應用到礦山機電控制系統中不僅能夠降低系統中出現錯誤的風險，同時還能夠增加礦山機電控制系統的可靠性以及抗干擾性，這對于礦山的開采有著舉足輕重的作用，將PLC技術運用到礦山機電控制系統中既是順應時代發展的趨勢，也是必須所選擇的一條道路，而且我相信PLC技術還能夠在礦山行業中綻放出更加絢麗多彩的光芒，為礦山的開采提供堅實的技術基礎。