PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用研究

王丹丹

(陜西澄城董東煤業(yè)有限責(zé)任公司，陜西渭南 715200)

0 引言

在當(dāng)前的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中,通常會(huì)應(yīng)用到PLC技術(shù),而隨著PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用,極大的提高了礦山機(jī)電的自動(dòng)化水平,從而大幅度提高了礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)水平,然而就PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中應(yīng)用的實(shí)際情況而言,為了進(jìn)一步提高PLC技術(shù)的水平,還必須加大對(duì)其的分析研究力度。本文從機(jī)電存在的缺點(diǎn)出發(fā),對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行了深入的分析,然后對(duì)PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)闡述。希望能夠起到拋磚引玉的效果,使同行相互探討共同提高,進(jìn)而為我國(guó)礦業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。

1 PLC技術(shù)的含義

我國(guó)對(duì)PLC技術(shù)的定義有很多種，與礦山領(lǐng)域相關(guān)的描述是，在工業(yè)環(huán)境中使用的，能夠操作數(shù)字運(yùn)算系統(tǒng)并且能夠編程的控制器?？删幊痰拇鎯?chǔ)器是其采用的主要形式，其存儲(chǔ)指令包括，算術(shù)、技術(shù)、計(jì)時(shí)和排序控制以及邏輯控制等等，將指令進(jìn)行多種方式的輸入和輸出來(lái)對(duì)各種應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行控制。方便與增加功能和利于工業(yè)控制體系構(gòu)成的系統(tǒng)原則，是這種控制器和其相關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)的建立基礎(chǔ)。PLC技術(shù)的系統(tǒng)組合十分靈活。并具有很多優(yōu)點(diǎn)，如很強(qiáng)的抗干擾性、柔韌性、可靠性、能夠在線更改、方便等等。PLC在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣，并逐漸無(wú)可替代。繼電器控制設(shè)備是我國(guó)礦山領(lǐng)域以前應(yīng)用的設(shè)備，硬件的接線是其采用的主要形式，并有觸電的并聯(lián)或串聯(lián)進(jìn)行繼電器的控制，因?yàn)榻狱c(diǎn)較多，連線較復(fù)雜。這種設(shè)備一般占地面積較大，并且擁有很大的能耗量，而且一旦形成系統(tǒng)，就很難改變其設(shè)定的功能和特性。并且在運(yùn)用中，這種繼電器的可靠性不強(qiáng)，觸點(diǎn)很容易出現(xiàn)變動(dòng)，限制設(shè)備的伸縮性和靈便性。這些觸點(diǎn)的變動(dòng)，還會(huì)在每次開(kāi)關(guān)時(shí)，產(chǎn)生磨損，而造成設(shè)備的提前老化。因此，與PLC技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的繼電器而言，表明了我國(guó)礦山機(jī)電控制設(shè)備應(yīng)用的極大進(jìn)步。

2 PLC技術(shù)在礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 PIC對(duì)礦山老式提升機(jī)進(jìn)行改造

通過(guò)PIC對(duì)礦山老式提升機(jī)進(jìn)行改造對(duì)提升機(jī)直流主電機(jī)和機(jī)械部分進(jìn)行保留的前提下，使用可編程的控制器和大功率的晶閘管的變流器來(lái)對(duì)老式提升機(jī)原有繼電器的控制進(jìn)行改造在目前是改造礦山機(jī)械的可行之路。具體實(shí)施步驟為：

1)為給安裝新操作臺(tái)創(chuàng)造有利條件，首先將原有的操作臺(tái)整體搬移，在改造提升機(jī)階段里，仍舊以舊系統(tǒng)來(lái)運(yùn)行，在搬移到一旁原有操作臺(tái)上進(jìn)行臨時(shí)操作。

2)為給新老系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換提供便利，要在電樞的回路上置入新老系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換刀閘。在提升機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)其潤(rùn)滑油泵的控制上對(duì)于新老系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換使用多路航空式插頭。調(diào)試新系統(tǒng)期間舊系統(tǒng)可共存，留作備用。在有必要情況啊還可以永久保存。

3)安裝途中要對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，相關(guān)人員要通過(guò)培訓(xùn)后才可進(jìn)行安裝操作，安裝人員要選取有著熟練技術(shù)并在將來(lái)要參與維護(hù)操作的人員，從而通過(guò)人員的全程參與對(duì)完成調(diào)試后轉(zhuǎn)到正常運(yùn)行與維護(hù)創(chuàng)建有利條件。

4)為盡可能減少調(diào)試新系統(tǒng)的時(shí)間，對(duì)各機(jī)械潤(rùn)滑其制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)、行程、井簡(jiǎn)開(kāi)關(guān)位置等有要實(shí)行電控檢測(cè)，安裝完畢傳感器后再機(jī)械在線的送電測(cè)試，各個(gè)測(cè)量的參數(shù)都要校準(zhǔn)，從而提升和確保系統(tǒng)與實(shí)際相一致。提升就系統(tǒng)時(shí)對(duì)于每部分持續(xù)運(yùn)行過(guò)程要在計(jì)算機(jī)里逐步檢驗(yàn)，從而確保系統(tǒng)提升可以一次性且無(wú)誤的實(shí)現(xiàn)其切換。

5)裝卸系統(tǒng)完成后在采用舊系統(tǒng)提升的前提下，還需由新系統(tǒng)里的客車廠的控制器對(duì)提升機(jī)器其裝卸載站進(jìn)行系統(tǒng)的控制。通過(guò)新舊系統(tǒng)聯(lián)合控制模式，可一次性推動(dòng)裝卸載和提升信號(hào)的系統(tǒng)控制投入成功，降低新系統(tǒng)全方位調(diào)試的工作量。

2.2 實(shí)現(xiàn)井下風(fēng)門的自動(dòng)啟閉

在礦山的生產(chǎn)中，井下的風(fēng)門的啟閉往往是通過(guò)人工完成。但是井下風(fēng)門的負(fù)壓比較大，進(jìn)行的風(fēng)門啟閉的操作力也比較大。使用人工進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的啟閉十分的不便，若操作不當(dāng)還會(huì)引起風(fēng)門的損壞。利用PLC技術(shù)我們可以通過(guò)紅外傳感設(shè)備對(duì)進(jìn)出的車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)的檢測(cè)，進(jìn)而通過(guò)可編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)井下風(fēng)門啟閉的自動(dòng)化控制。實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的自動(dòng)化啟閉可以有效的保證車輛運(yùn)行的安全性和可靠性而且還降低了礦山運(yùn)行的成本。在進(jìn)行順序控制的設(shè)計(jì)時(shí)，我們一定要注意先開(kāi)窗后開(kāi)門。其設(shè)計(jì)的原理是風(fēng)門的兩面具有一定的壓強(qiáng)差，而且井下風(fēng)門的面積非常大，風(fēng)門的開(kāi)啟的壓強(qiáng)一般為30-50KG。為了風(fēng)門啟閉的安全性進(jìn)而可靠性，一般在風(fēng)門上設(shè)置一個(gè)比較小的窗口來(lái)平衡風(fēng)門兩邊的壓強(qiáng)。當(dāng)兩邊的壓強(qiáng)平衡后能夠減小風(fēng)門啟閉的操作力。利用PLC進(jìn)行的控制，首先通過(guò)紅外線紅外線傳感設(shè)備對(duì)車輛的進(jìn)出進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)風(fēng)門需要開(kāi)啟時(shí)將控制信號(hào)傳送到二位五通雙控電磁閥，電磁閥接受到控制信號(hào)后將會(huì)想系統(tǒng)進(jìn)行供氣。接著活塞將帶動(dòng)行走向外運(yùn)動(dòng)，這時(shí)風(fēng)門上的小窗在活塞的帶動(dòng)下開(kāi)啟，當(dāng)風(fēng)門達(dá)到預(yù)設(shè)位置時(shí)將不會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，隨后風(fēng)門將會(huì)開(kāi)啟。風(fēng)門閉合是通過(guò)活塞的反向運(yùn)動(dòng)先關(guān)閉小窗，隨后進(jìn)行風(fēng)門的關(guān)閉。

2.3 利用PLC技術(shù)改造下運(yùn)膠帶機(jī)

隨著機(jī)電液一體化的實(shí)現(xiàn)，KZP系列盤式可控制動(dòng)裝置也被人們運(yùn)用在礦山機(jī)電控制中，其主要是由三部分組成：液壓站、制動(dòng)裝置和電控系統(tǒng)。其中，制動(dòng)裝置通過(guò)閘瓦與制動(dòng)盤摩擦產(chǎn)生制動(dòng)力矩，再借助于液壓站的調(diào)節(jié)作用改變制動(dòng)力。通常情況下，設(shè)備正常工作時(shí)正壓力為0，系統(tǒng)的油壓達(dá)到最大值，制動(dòng)閘處于松閘狀態(tài)，閘瓦與制動(dòng)盤之間有1.3mm左右的間隔；設(shè)備在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，首先分析工況，電液控制系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出控制的指令，設(shè)備自動(dòng)減小油壓實(shí)現(xiàn)制動(dòng)控制。理論上，當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí),盤式可控制動(dòng)裝置的制動(dòng)頻率為10次/小時(shí)，且盤面溫度＜150℃。液壓控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了雙回路完全對(duì)稱結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ο逻\(yùn)帶式膠帶輸送機(jī)及時(shí)進(jìn)行軟制動(dòng)。KZP系列盤式可控制動(dòng)裝置利用電動(dòng)機(jī)的輸出軸以及輸送機(jī)上的速度傳感器來(lái)密切控制運(yùn)膠帶工作時(shí)的各項(xiàng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，然后由可編程控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)顯示。通常情況下，當(dāng)所測(cè)數(shù)據(jù)大于正常運(yùn)行設(shè)定值時(shí)，可編程控制器能夠自動(dòng)減小供電電流，進(jìn)而控制制動(dòng)系統(tǒng)的油壓，實(shí)現(xiàn)膠帶減速；當(dāng)所測(cè)數(shù)據(jù)小于正常運(yùn)行設(shè)定值時(shí)，可編程控制器能夠自動(dòng)增大供電電流，進(jìn)而打開(kāi)閘瓦，利用動(dòng)態(tài)可控運(yùn)行機(jī)制，保證膠帶輸送機(jī)一直處在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前PLC作為自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的重要控制設(shè)備,其早已滲透到我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備的控制系統(tǒng)之中,并在煤礦機(jī)電的控制系統(tǒng)中得以廣泛應(yīng)用?？梢哉f(shuō),PLC技術(shù)的應(yīng)用,不僅進(jìn)一步提高了礦山機(jī)電的自動(dòng)化控制水平,同時(shí)也極大的促進(jìn)了礦山經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)管理水平。所以,加強(qiáng)對(duì)PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義,值得廣大煤礦機(jī)電工作人員進(jìn)行深入的研究與探討。

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