淺析煤礦機電控制中PLC技術的有效應用

李寶旭

（膠州市職業教育中心學校，山東 青島 266300）

0 引言

在煤礦生產作業中，有序穩定地運行機電系統是保障生產效率、質量的基礎與關鍵要素，連貫的操作環節、順暢的技術應用以及先進的生產工藝，是推動煤礦生產高效發展的基石。在機電控制中逐步引入PLC技術是一種創新性的發展思路，其一方面拓寬了煤礦機電控制的發展領域，另一方面體現出強大的技術優勢，為解放生產提供了有利契機。

1 PLC 技術概述

從狹義的角度上來看，PLC技術帶有可執行編程，屬于一種控制器，通常情況下，將PLC技術運用到實際的生產管理工作中，能夠執行復雜的邏輯運算任務、精準控制生產流程以及完成定時操作等，借助于輸入與輸出數字信息的功能模塊，達到及時監控各個工業生產工序的目的。在PLC自控系統中，梯形圖是程序編輯模式的主要特征，簡易的操作方法為工作人員提供較大便利，且與其他同類型的技術相比，其控制方式的便捷度更高。在煤礦機電控制領域中推廣應用PLC技術，不僅有助于生產作業管理效益的大幅提升，還能夠滿足我國工業生產機電控制對相關技術的要求標準[1]。

2 PLC 技術在機電控制中的應用機理

在煤礦機電控制系統中，要充分發揮PLC技術的控制作用，主要依托于兩種途徑，一是收集有效信息，二是管理有效信息。依照煤礦控制系統的運行特點，可以將融合運用PLC技術的具體過程、運作機理從三方面予以劃分：

（1）執行PLC技術前，信息輸入的準備工作。向煤礦機電控制系統內輸入有效信息，其應用PLC技術實現信息采集的主要途徑，也是確保充分發揮PLC技術性能的基本條件。借助于高效的掃描形式，應用PLC技術可以順利完成有效信息的采集。與此同時，還要向機電控制系統的內部傳輸相關信息，以便后期執行一系列的控制指令時，能夠對其加以有效調用。

（2）對接煤礦生產環節與PLC技術。在之前的作業環節中，機電控制系統內已經被輸入了許多有關于生產管理的有效信息，因而依托于既定模式，在邏輯信息得以被掃描、獲取后，可以應用PLC技術進行處理，轉化相關的指令信息，確保易于操作管理人員準確理解，控制活動得以被有效執行，且有效信息也可以處于待輸入狀態中。

（3）結果的輸出。這是應用PLC技術的最終環節，進過上一階段的機電控制處理后，優化處理的結果可以通過PLC技術呈現出來，進而為煤礦機電設施的控制與管理提供便利。至此，便完成了PLC技術在整個煤礦機電控制中的所有運作過程[2]。

3 PLC技術在煤礦機電控制中有效應用的實踐策略

3.1 預案準備

絞車設備是煤礦機電系統中的組成部分之一，要想利用PLC技術對這一設備進行精準把控，應首先對其運轉速度等一系列的機電運轉系數予以確定，與此同時，當絞車處于超速工作狀態下時，控制系統還應及時發出警報。在絞車設備的運行速率的檢測方面，技術方法是較為簡單的，只需將適宜的感應設備安裝固定在機電設備的電機軸上即可。一般情況下，煤礦絞車設備的運行速率水平較為統一，在950 r/s左右。與PLC技術的掃描周期先比，兩者存在顯著差異。由此可見，要達到預定的控制目的，只需運用普通的輸入方法即可。在控制信息的輸出過程中，應將一個顯示屏連接到相應的PLC設備上，確保輸出、傳遞數據的控制活動得以順利進行[3]。

控制集控室主站也是準備階段的重點內容，參照相應的設計要求，最大程度上優化控制回路的使用效果，將電氣設備的回路線直接連接在主站的控制屏上，有效控制整體機電設備控制系統，避免主控制回路線的具體路徑受到較大改動。

在報警裝置的設置方面，無論是利用電鈴報警方式，還是采用蜂鳴報警方法，均需要做到科學化的布置與處理，使得系統內報警信息的傳遞速度得以大幅提升，一般情況下，可以將其設置為集控啟停的模式，借助于人員輸入故障信息的方法，為相關的管理人員起到一定的提醒與警示作用，將管理作業的執行力度進一步強化。除此以外，還可以增設聲光綜合報警裝置，確保在發生危險情況之前，能夠對所有的操作人員給予及時提醒，對正處于運行狀態下的機械設備予以有效把控，最大化降低故障問題帶來的各項損失[4]。

3.2 實現過程

（1）計算速率。在整個機電系統的實際運行期間，機械往往會產生一定的沖擊作用力，要想實現對這一力量的科學把控，降低其帶來的負面影響，應重點推動設備工作效率的穩步提升，將加速速率予以合理設定，借助于功率單元，對再生作用力予以有效處理。在PLC技術的實際應用過程中，要想切實提升其工作效率，可以優化信息刷新時間的設定，一般可以將其設為半秒左右，利用相應的計數設備，記錄半秒時段內開關的實際接觸頻率，然后向內部系統信息寄存模塊內輸入、存儲有關的記錄，通過信息轉化后，便可以對絞車的實際工作速率予以確定，接下來，操作管理絞車的運行方向即可。絞車啟動后，其長時段的工作狀態是趨于一致的，因此需要利用兩臺計算設備，準確記錄其接觸開關次數[5]。除此以外，若絞車的運行速率過高，即其處于超速工作的狀態下，控制系統會自行發出警報信息。由于控制系統已經對絞車設備的實際運轉速率作出了有效調控，若在此基礎上超出了規范的限制范圍，則指令會自行生成于系統中，相關的警報信息也會顯示在對應的顯示屏上，一方面為操作人員提供方便，另一方面確保其能夠對具體數據予以準確掌握。

（2）環境溫度。影響PLC技術應用實效的關鍵要素，要想將PLC在控制系統中的優勢性能最大化發揮出來，需合理控制環境溫度在0-55℃范圍內，若整個機電控制系統處于過高溫度的運行環境下，PLC系統的工作效率會受到很大的干擾與影響，嚴重時甚至會出現故障問題等。這不僅會使得其實際使用壽命大幅降低，也會在不同程度上造成元器件的損壞。如若系統所處的整體環境溫度較低，則電路的實際運轉速度也會相應下降，緩慢的工作效率會使得控制系統的運行安全性顯著降低，甚至導致其出現崩潰現象。因此若環境溫度低于0℃，則也不適宜應用PLC技術。總而言之，營造并保持適宜的環境溫度是安全運行PLC控制系統、充分發揮PLC技術性能優勢的基礎與關鍵所在，只有提供有力的溫度保障，才能助力整體控制效率的穩步提升。

3.3 煤礦機電控制體系應用PLC技術的其他領域

（1）在下運膠帶設備中，普遍會涉及對KZP體系可操控設備的應用。其屬于一種機電液設備，組成部分包括電控體系、液壓站以及制定設備等，便于操控是其主要優勢特點之一，利用膠帶，其可以對輸送設備運行速率、電動機的實際轉數等準確讀出。

（2）將PLC技術應用到對井下風門的控制中，以達到開啟與關閉自動化進行的目的。現階段，許多煤礦生產中依然采取人工操作的方式處理井下風門，通過實踐研究可以發現，這樣很可能會造成操作力度不當、實際負壓過大等問題，進而誘發開啟與關閉風門十分困難的現象，對操作人員的工作帶來較大難度。除此以外，還容易意外破損風門等設備設施。對井下風門予以精準控制中引入PLC技術，不僅能夠有效提高控制效果與作業效率，還可以利用紅外線全面檢測過往車輛。利用可編程控制設備，達到自動開啟與閉合風門的效果。一方面確保人力資源、物力資源等得以有效節約，另一方面為行人、車輛的過往安全提供重要保障。

（3）PLC技術在壓縮空氣機組中也得到應用，其是機組內計算機監控系統的重要組成部分。在傳統壓縮空氣設備計算機監管體系的運行過程中，主要凸顯出檢測精準度低、抗干擾能力不強等問題，合理引入PLC技術可以實現對工業控制設備、單片設備的高效處理，與此同時，結合全壓縮空氣設備的運行特點，可以針對其工作期間創建相應的安全維護系統。在煤礦產業的整個生產過程中，壓縮空氣設備是不可或缺的動力設備之一，現階段，在操作此類系統方面，大部分地區仍主要借助于繼電設備，這會帶來較大的維護作業量，以及較為頻繁的故障問題等。許多礦井企業已經逐步加快了對PLC技術的應用，以此完善現有的自動計算機控制體系，以期提高煤礦生產的機電控制水平。

4 結語

在煤礦機電控制系統中，引入并應用PLC技術，根本目的不僅在進一步提高控制系統的運行成效，也在于緊密貼合機電控制現代化、高效化的發展趨勢，有機整合系統中的各項控制功能，提高機械設備與控制系統的運轉質量、運行速率水平等。創新發展機電控制與管理的實踐模式，將PLC技術在市場中的應用渠道加以拓寬，滿足機電控制的作業需求。