礦山機電控制中PLC技術的有效應用

＊衛斌斌

（山西煤炭進出口集團蒲縣豹子溝煤業有限公司 山西 041000）

引言

隨著經濟社會發展，礦山仍然在人類使用的能源中占領重要地位。礦山能源為人類社會帶來發展的動力，是不可或缺的資源。在人口逐漸增多的壓力下，礦山供給開始出現跟不上人類需求的情況。于是，在礦山開采時能合理高效地開采礦山資源十分重要。PLC簡稱為可編程邏輯控制器，它有管理高效、編程簡潔的優點，常用于工廠自動化生產。在礦山開采過程中，也運用PLC技術對開采的自動化設備進行操作控制。PLC技術相比較于其他技術有更精確的控制力，它抗干擾能力強，并且安全可控性高。這樣在確保工人施工環境都是安全的前提下，生產效率才能夠大幅度提高。PLC技術能夠合理高效控制自動化儀器的運行，有利于礦山機電控制的平穩和高效開采，節省企業的財力和人力，從而使得生產變得快速和高效益，這也是PLC應用于眾多自動化領域的原因。

1.PLC技術工作原理

(1)PLC技術概述

PLC技術是一種能夠控制自動化設備的技術，簡稱為可編程邏輯控制器。PLC邏輯控制器主要由中央處理器、外接口、電源模塊以及編程設備組成。PLC技術主要基于計算機，通過可編程控制器對設備下達控制指令[1]。它采用的是可編程邏輯控制器，對邏輯控制器內部的程序進行計算、邏輯運算、定時等操作。用戶通過可視化的操作頁面，通過數字或者模擬輸入輸出量向自動化設備下達各類操作指令，來控制機械的動作從而控制生產過程。PLC技術操作簡單，同時執行精確度高，運行起來不容易受外界影響，有較強的可靠性，能夠提升生產過程中的安全性。從一些角度看來，PLC技術相當于使用顯示器、鍵盤和鼠標來控制生產過程，使用電腦與礦山機相連接，從而提高生產的效率。相較于傳統的繼電器技術，PLC技術有更多的應用空間并且能夠代替繼電器的工作來產生更多的工作價值。隨著近些年來礦山資源的開采，PLC技術也相繼應用于礦山開采的控制過程，促進了礦山事業的發展也提高了開采效率。因此，對PLC技術應用于礦山機電控制中的研究非常有必要，也為將PLC技術應用到其他領域做好參考。

(2)PLC技術優勢

PLC的操作頁面非常簡潔，通過編程設置可視化界面，用戶在界面上就能下達設備控制的指令。PLC的程序編寫是按照模塊化程序來處理，有利于程序的增刪、調整和迭代，所以使用PLC技術在編寫程序時，對程序整理和修改的時間更少，提高了工作效率。目前，PLC主要運用于我國自動化生產的工廠中，廣泛應用于閉環控制、機械制動、邏輯裝置等系統當中。此外，PLC技術操作簡單，安全性高，可靠性強，隨著礦山事業的發展，PLC在礦山機電控制工作中顯現出巨大的優勢，是采礦過程必不可少的技術支持[2]。

2.PLC技術在礦山機電控制的應用

(1)在傳輸機上的應用

在科學技術的不斷發展下，我國礦山機電控制設備正在朝著智能化、無人化的方向發展。其中KZP裝置是主要由電控器、液壓系統、制動器組成的盤式裝置，在整個礦山機電系統中利用盤式裝置為設備運行提供動力，依靠盤式裝置和閘瓦的摩擦產生力矩，再通過液壓裝置來調整動力大小。在未啟動裝置之前，裝置產生的動力為0，而液壓裝置中的壓力達到最大值。在這個裝置運作的過程中，關鍵在于各設備能夠平穩運行，收到控制指令的時候能夠及時響應。機器溫度高達40℃時，礦山機電制動頻率大約為1小時10次。那么在這個制動過程中，PLC技術就能發揮它的作用。PLC技術主要運用于控制傳輸機速度，PLC技術通過控制傳輸機運作的電流大小，并且實時監控傳輸機的運行狀態，將監控得到的數據進行實時分析，使傳輸機能夠進行自我判斷從而完成對傳輸機運行速度的控制。如果運輸量過大，就需要提高運行速度來加快工作速度。同時在運輸量較小的情況下，也可以調小運行速度，從而達到節能的效果。在整個控制過程中，最關鍵部分為傳輸機的電流控制，而PLC技術則在這一過程發揮作用。

(2)在牽引采煤機的應用

在采煤過程中，牽引采煤機器是應用到采煤作業指導的重要機器，它集電氣設備、液壓設備以及機械設備于一體，是一體化的復雜機械系統。在礦山機電控制過程中增加電牽引的技術至關重要，這不僅提高了礦山機電運行的動力，也在提高采煤作業工作效率的同時保證了礦山機運行的穩定。有利于布置安全高效的采煤工作環境，極大提高采煤工作效率，也減少了故障損失。電牽引技術中就運用到PLC技術，PLC技術與傳統液壓牽引技術相比工作可靠性更強[3]。使用PLC技術能實現更精準的作業要求，從而降低采煤機電運行的故障，提高安全性能和工作性能。同時也增加了礦山機電的制動性，達到生產自動化的目標。

圖1

(3)在采煤絞車的應用

在運行采煤絞車過程中，PLC技術通過控制絞車的運行速度和方向來完成絞車系統的工作。絞車的運行方向以及開啟和關閉的情況下，使用PLC技術能在方向上記錄開關次數和觸碰頻率。首先通過PLC技術設置固定的時間間隔，在間隔時間內記錄下開關觸碰次數，PLC能記錄并分析出系統的數據，計算出絞車運行速度。比如在10秒內，系統開關變化率兩次，那么使用一個設備去控制另一個設備時，出現絞車上部觸動開啟開關，并將絞車推起。如果在這期間僅記錄了一次開關記錄，那么絞車下部觸動開關，產生向下移動的動力。此外，如果絞車系統負荷運行時，PLC技術系統還會發警告信號提醒工作人員及時調整和變動，避免產生危險。

(4)在改造老式提升機的應用

運用PLC技術也能夠對老式礦區的提升機進行改造和變革。其中，PLC技術參與的是對老式提升機電流的改造。在提升機運行過程中，最關鍵的控制因子就是對電流的控制。用PLC技術對老式提升機的控制器和晶閘管進行改造，從而完成老式提升機改造過程。首先，通過PLC技術的改造完成操作臺的轉移，將原先的操作臺改變，換成新式操作臺，這樣完成改造過程的基礎部分。同時，提升機改用了新式操作臺時還保留了老式操作臺，這樣可以在兩種操作臺之間來回變換，也保留了原來的操作臺的使用價值。其次，改變新舊系統的轉換器，為裝置配備合理的轉換器，能將舊系統改造至新系統，將舊系統設置為備用系統，增加系統的可靠性。最后，聘用精通PLC技術的技術人員，充分將PLC技術的優點發揮出來。從根本上完成運用PLC技術對老式提升機的改造，維護系統的穩定運行，保證提升機工作質量[4]。

圖2

3.結束語

綜上，從PLC運用于礦山機電控制的例子來看，現代自動化生產過程已經很大程度上利用PLC技術的便捷和優越性。特別是在高風險機械作業的環境下，使用PLC技術更能保障工人生命安全，從而使得生產產生最大化效益。PLC技術憑借其操作簡單，抗干擾能力強的優點在工業自動化進程中占領高位，得到很多企業的青睞。目前，PLC在礦山機電控制領域的重要應用在傳輸機、牽引采煤機、運行絞車以及老式提升機的改造上，發揮著PLC技術強大生命力和靈活度。為促進礦山開采事業注入了源源不斷的動力，為推動礦山事業發展產生重大推進力，也為在其他領域的應用提供相應參考。