PLC在礦山電氣自動化控制中的應用研究

孫崇君

（江西鑫通機械制造有限公司，江西 萍鄉 337009）

PLC作為被廣泛運用于多個行業領域的成熟技術，是通過收集用戶需求，對任務開展邏輯控制相關的計算，以及設備生產順序調整，以及對各項操作指令進行技術分析。進一步結合數據轉換后輸出的方法，幫助完成對設備實際運轉情況的監控。結合PLC本身就具備的獨立運算能力，執行所需掃描指令工作，并依據任務指令和運算模型，對自動化裝置的運維情況，開展完整的記錄和存儲。并將終端輸出數據，轉換成數字信號過后，及時反饋給計算機，科學合理的操控電氣自動化設備。PLC在產生和成熟之時，就以維修簡單、通用性高的優勢，被廣泛運用于農業、工業。能夠通過利用終端及時反饋的做法，提升自動化控制技術的性能。有助于各行業工作人員完成對設備的檢修與維護，實現對多元化數據的檢索。

1 基于PLC的礦山電氣自動化控制應用研究

1.1 采集PLC礦山電氣自動化控制數據

在礦山電氣自動化控制的過程中，應著重于對端口進行設計。而相關設計的重點，則在于對設備內部的端口開展有效更新。依照設計原則和設計慣例，PLC設備內部應具備3個端口，可分別將其編碼設置為1到3。這3個端口本身的設計并不具備更多的創新性，因此需要通過利用對設備終端數據的捕獲動作，來進一步優化這3個端口的設計理念問題。具體的做法就是，設置端口1的代號為“001”。于是其他兩個端口的代號情況，就成為了“002”“003”。這3個通訊端口的通訊地址，就可以分別表示為“0101”“0202”和“0303”。這樣的簡單編號，除了能夠代表端口的通訊地址，還包括對于相關數據的精準定位任務。在定位任務能夠得到完成后，應結合設備的通訊指令，來進一步得出相關數據的并行排列方式，最終完成針對于端口的數據輸出[1]。與此同時，除卻對于設備端口數據輸出的控制，還應充分考慮到WSMP協議，這一協議直接影響著對礦山電氣自動化控制數據的相關采集工作，并應以該協議為準繩，作為礦山電氣自動化控制的原始數據，來完成對于程序應用流程的構建，構建流程如圖1所示。

圖1 PLC在礦山電氣自動化應用中的使用流程

如圖1所示，PLC在開始運行過后，就會自動糾正相關模塊，并開展自主的矯正工作。此時，就需要對可能出現的設備運行故障展開分析，監督設備的運轉情況，杜絕因故障出現所導致的損失。并在接下來的流程中，通過掃除故障，來進一步跟蹤設備的控制位置問題。最后就是針對于技術本身的主要控制方向的研究，技術的控制方向，本身就具備極佳的自我修正性。在多數情況下，使用流程都能基于極佳的設備性能來得到完美的運作，完成對得到控制過后數據的輸出工作。

1.2 設計PLC礦山電氣自動化控制器

依據前文對于電氣自動化應用流程的梳理，應在成功采集礦山電氣自動化控制數據的基礎上，進一步設計相關控制器。面對這樣的問題，就需要結合現有的Interbark通訊網絡，來對相關協議的內容進行科學的梳理。通過對協議內容的遵循，利用開展限制循環次數的工作，對支持多路同步自動化控制的行為進行控制，控制的具體協議信息如表1所示。

表1 PPI高級控制協議具體信息

表1當中的高級控制協議信息，是基于礦山電氣設備自動化控制的實際情況來被予以使用的。在這樣的選擇當中，包含這結合實際情況來進行協議選擇的邏輯。眾所周知，在實際的電氣自動化控制任務當中，其設備自身的流動信息量并不是很大，因此利用PPI高級控制協議來規定具體的控制范圍，就已經足夠滿足礦山電氣自動化的應用需求。在已知了相關需求框架過后，就可以進一步對控制器展開規范化設計。通過按照控制協議的文本內容，選擇能夠被利用起來的編程協議，完成對礦山電氣的閉路循環設計。緊接著就是利用傳輸線纜，連接設備自身以及處理器，結合脈沖來切換對設備的控制模式，將數據以“RE”的格式，寫入到緩沖區當中，以便對礦山電氣自動化循環控制狀態進行有效判定。在控制器問題上，從存儲自模塊接口著手，與編程器展開合理對接，最終實現礦山電氣自動化控制的作用。

1.3 智能調頻礦山電氣自動化運輸動作

在設計了PLC礦山電氣自動化控制器后，應為其增加智能化調頻功能。這是為了避免設備長時間空轉，所產生的能源浪費。面對可能產生的電能浪費情況，就需要通過加強對運維網絡的控制，利用調頻通信單元加強對礦山電氣設備的自動化控制。這樣的做法，除了能夠幫助協助用戶獲取得到相關的傳輸數據，并將其從最前端區域傳遞到設備內部,還能夠幫助將設備內部所有電流輸出的直流電和交換器電壓,用來協助調整設備本地的電壓進行傳輸。此外,在所有各種類型的礦山自動化通信管理網絡中,加入通信管理模塊,就能夠直觀且準確地幫助相關從業者,獲得和了解到礦山地質、土層等各個方面的資料和信息。同時,還可以將遠程設備常規化模塊,引入到對設備的控制面板當中,這樣就能夠協助操作者更好地完成數據庫創建和標簽信息、編輯接收單元相關數據等工作,幫助大大提升了礦山企業的自動化數據安全性[3]。并通過對動態調速、靜態調速兩種效率模式的區分，完成對數據網絡通信的控制任務。其標準在于，傳輸電流處于控制范圍內，則保持當下傳遞速率，若傳輸電流超出控制范圍，且時間持續2min以上，則表示設備磨損較為嚴重。此時就需要通過加快運輸速度、提升傳遞速率，來確保傳輸工作的正常開展，保證電氣自動化設備的穩定運行。

3 實驗與分析

通過實例分析，指定型號為HZH-052-A255礦山電氣設備，作為為本次實驗的專用設備，開展礦山電氣自動化控制實驗。為避免其他變量對實驗結果產生不必要的影響，應在本次實驗過程中，對礦山電氣自動化控制數據傳輸參數進行規定。使用本文基于PLC設計方法自動化控制礦山電氣控制組，通過matlab軟件測得其控制波特率，將其命名為實驗組；再使用傳統方法自動化控制礦山電氣，通過matlab軟件測得其控制波特率，作為對照組，設置10組實驗展開波特率對比，實驗結果如表2所示。

表2 控制波特率對比表

通過表2可知，本文基于PLC設計控制方法，利用軟件開展分析后，所控制的波特率情況，要高于對照組4倍左右，兩組波特率在平均值上相差137.71bps，證明文中方法能夠極大提高對波特率數值的控制。依照基本概念來分析，能夠得出結論：對波特率的控制越高，就證明水泵節能循環控制效率越高。

4 結語

本文通過對礦山電氣自動化設備的研究，以及對于相關控制器的設計，證實了相關思路在實踐當中的可行性。再依照這個思路，完成了對于設備應用方面的有效研究。結合本文設計步驟，能夠基本解決傳統礦山電氣自動化控制方法當中，存在的諸多缺陷。比如智能調頻礦山電氣的自動化運輸動作，以及對數據采集的行為，都存在一些改觀。但文中的設計仍存在諸多不足，重點在于對波特率控制，以及測定結果的分析，這就需要通過進一步提升所得結果的精確度來進行優化。

同時，還需要對設備的優化設計開展更具深度研究，以此為提高礦山電氣設備的質量提供建議。