PLC技術在礦山機電控制領域的應用實踐及思考

景群

摘 要：近些年，社會經濟的快速發展，科學技術的不斷進步，在自動化的控制方面，許多自動化技術與理論普遍應用，而且新自動化控制技術的運用，在一定程度上提高了自動化整體控制水平，推動我國社會經濟的進一步發展。目前，PLC技術作為先進的自動化控制技術，已經在礦山機電控制系統中大量應用，不僅加強了礦山機電控制系統的穩定性，還為社會經濟的發展與建設奠定基礎。為了能夠保證PLC技術在礦山機電控制領域中的合理應用，就必須綜合分析與研究PLC技術，從而提高礦山機電控制自動化水平。

關鍵詞：PLC技術；礦山；機電控制；

繼電器技術作為現階段礦山機電控制領域大量應用的機電控制技術，可是由于在長時間磨損之后，或是在疲勞狀態下運用，就比較容易出現破壞與發生故障。在礦山機電控制實踐應用過程中，繼電器在工作狀態下往往會形成電弧，而電弧如果處在相對劇烈的環境中，就會嚴重影響礦山機電的控制安全性。同時，若是繼電器的數量比較多，系統就會處在超負荷狀態下，造成電能的大量消耗。不管是對繼電器或是機電控制都會造成嚴重傷害。對此，為了能夠加強礦山機電控制自動化，應該合理應用PLC技術，從而提高礦山企業的經濟效益與社會效益。

1 繼電器缺點

PLC（可編程控制器）應用之前，繼電器控制技術在礦山機電控制中占據關鍵地位，但是繼電器組成的機電控制系統應該依據設計的條件進行工作，如果變化其中固定的順序就一定要變化繼電器的控制系統中硬件接線，而且繼電器的控制系統在靈活性與通用性方面相對偏差。繼電器在導通之后管壓降大，而雙相控硅與可控硅正向降壓能夠達到1至2V，而功率相對偏大的晶體管飽和壓漿液也能夠達到1至2V，和機械觸電中的接觸電阻相比較而言，通常功率長效應管中的導通電阻更加大，許多時候半導體器件在關斷之后依然會漏電流，難以實現理想狀況的電隔離。因為管壓降大，在導通之后發熱量與功率消耗也大，所以大功率的繼電器在體積上也大，運行成本相對偏高。另外，電子元器件自身的耐輻射能力偏低，且電子線路自身抗干擾能力與溫度特性比較差，若是未應用相關對策實施處理，就會嚴重影響繼電器工作的安全性與可靠性。同時繼電器對于過載比較敏感，一定要應用RC阻尼電路或快速的熔斷器加強保護。繼電器的工作環境溫度也會嚴重影響繼電器負載，若是環境溫度不斷升高，就會直接影響繼電器自身負載能力。

2 PLC技術原理分析

PLC屬于數字運算和操作的電子設備，主要你應用在工業領域中。選擇PLC技術可以對程序完成編制并且存儲，而且內部能夠進行邏輯運算和順序預算以及計時等相關命令的存儲、執行，同時應用數字方式或是模擬方式的輸出、輸入，實現各種機械生產流程的有效控制。①PLC組成，其一般分為固定方式與組合方式兩種。其中固定方式包含了CPU板和電源及顯示面板等，是一個整體，并不可以進行拆卸。但是組合方式的PLC包含底板與電源模塊及CPU模塊等，能夠依據相關規則實施組合。②故障處理，如果停在輸出的激勵位置，通常狀況下為中間狀態，此時就會發出下一步的具體操作信號。而編程器可以把此信號的相應狀態顯示出來，如果把信號輸入過后，將編程器相關顯示狀態與輸入模塊LED指示實施比較，如果結果并不相同，就應該對輸入模塊完成更換，如果擴展框架中需求更換的模塊偏多，就要更換之前，完成I/O擴展電纜和連接狀況的嚴格檢查。另外，如果輸入狀態與輸入模塊間LED指示一致，就應該針對發光二極管與輸入設備相應狀態完成對比，發現結果不一致，必須對輸入模塊完成有效測量。若是發生問題，一定要對I/O設備進行更換，完成現場接線。

3 PLC技術可行性

現階段，應用在礦山機電控制領域中的設備，一般包含繼電器和PLC。其中PLC技術在繼電器應用之后慢慢發展起來的，所以以往礦山機電控制主要應用繼電器。但是，在礦山機電設備快速發展下，繼電器技術由于自身技術存在問題與局限性，已經無法滿足礦山機電控制需求。然而PLC技術特點能夠滿足礦山機電控制要求，并且大量應用在礦山機電控制領域中。首先，可編程控制器（PLC）屬于數字運算的操作電子系統，主要是為工業領域設計的。其一般選擇可編程序貯存器，可以在內部有效貯存執行的邏輯運算和順序控制以及算術運算等相關操作指令，然后利用數字輸入以及輸出，有效控制所有機械設備和生產流程。其次，PLC應用模塊化組合的模式，可以加強系統的靈便性，在一定程度上提升抗干擾能力與可靠性，而且編程語言更加簡易和普及，能夠在線實施修改。目前，礦山機電控制領用中已經大量應用機械裝置數字控制和機器人以及多級的自動化控制系統。近些年來，在煤礦企業快速發展下，對于礦山機電裝置的自動化水平提出嚴格要求，而PLC技術由于具備許多優勢，因而已經取代繼電器，并普遍運用在礦山機電控制領域中。另外，大量實踐表明，在礦山機電控制中運用PLC技術可以提高礦產企業的經濟效益與社會效益。

4 PLC技術在礦山機電中的應用

4.1 利用PLC技術對礦山老舊提升機進行改進

從礦山機電設備改造方面而言，應該保留提升機中機械部分和直流的主電機部分，針對舊提升機中繼電器控制完成改進，充分應用功率晶閘管相應變流器與可編程控制器。首先，為了能夠實現操作臺合理安裝，應該把已有的操作臺實現整體搬移。而且在提升機改進過程中，必須在原有的操作平臺中實施操作，確保原系統的安全運行。其次，對于電樞回路而言，應該安裝新系統和舊系統的轉換刀閘，從而實現新系統和舊系統的有效轉換。在而在進行新系統調試時，舊系統能夠和新系統并存，若是有必要就應該永久性保留舊系統。選擇多路航空插頭，加強系統潤滑油泵的自動化控制性能，從而保證新系統和舊系統的合理切換。最后，在進行安裝時，必須確保控制質量，要安排專業技術人員進行安裝，同時要參與安裝的所有環節，而在調試之后應該定期或是不定期對設備工作實施維修與養護。特別要注意舊系統提高過程中，要對運行具體過程進行全方位的嚴格檢驗與檢測，確保一次性能夠完成切換。在井筒位置建立開關和行程及機械潤滑制動相關系統實施電控檢測，能夠在一定程度上降低新系統調試時間。同時為了能夠確保和系統相互對應，必須在傳感器合理安裝之后，實施在線送電測試。另外，還應該嚴格控制傳動回路里的電流閉環與速度以及位置閉環等，必須確保合理性與正確性，從而才可以保證閉環系統安全性。因此，應該定期或是不定期對其完成編碼器輸出檢驗和電流環的控制實驗，加強系統動態性。同時，對于礦產機電設備在停產時，應該實施系統的空載試運行，而為了可以滿足設計運行速度要求，就必須運用相關措施。其中裝煤重載一定要在明確系統安全和穩定性之后才可以運行，從而提高全載和全自動化水平。

4.2 應用PLC技術對礦山機電運膠帶機實施改造

現階段，KZP系列的盤式可控制動設備普遍應用于礦山機電控制領域匯總，其主要由液壓站和制動設備以及電控系統等構成。而制動設備通常是應用閘瓦與制動盤間摩擦形成制動力矩，然后運用液壓站有關調節作用完成制動力的合理變化。通常狀況下，工作環境下的設備正壓力應該為零，而系統的油壓處在最大值，同時制動閘狀態為松閘，要求閘瓦與制動盤間相應間隔是1.3mm。在機電設備進行制動時，必須綜合研究工作狀況，電液控制系統要下達控制指令，此時設備能夠自動實現油壓的減小，進而完成制動控制。在理論方面而言，環境溫度若是在40℃，其制動頻率就應該是10/h，并且盤面溫度應該控制在150℃之內。液壓控制系統可以對輸送機實現軟制動。此制動設備一般運用電動機的輸出軸和輸送機中的速度傳感器實現運膠帶作業環境下的監控信息數據合理控制，應用編程控制器實現信息數據的檢測與顯示，若是檢測信息數據要比一般狀況下設定數值大，此時PLC就可以減小供電電流，進而加強系統油壓的控制，有效減小膠帶速度；若是檢測信息數據要比設定數值小，PLC就可以加大供電電流，進而把閘瓦打開，保證輸送機的安全運行。

4.3 空氣壓縮機群組下微機監控系統

空氣壓縮機群組是煤礦企業生產的重要動力裝置，國內空氣壓縮機進行控制時一般應用繼電器，可是因為空氣壓縮機的監控要求與保護水平比較高，利用繼電器進行控制難以滿足需求，而且在故障的頻繁發生加大了維修養護成本。同時，空氣壓縮機的自動控制和微機控制系統已經運用在許多礦井生產中，可是無法滿足煤礦生產環境需求，難以實現長期作業。然而空氣壓縮機群組下微機監控系統能夠實現現場信號實時收集，并且利用溫度變送器和壓力變送器及斷水設備等動態實現，而CPU對送至PLC有關模塊完成處理，此時就可以完成壓力保護和監理等相關功能。

4.4井下風門實現自動啟閉

現階段，許多井下風門主要通過人工方式進行操作，由于開門操作力比較大，且負壓大，就會造成風門開啟與關閉困難，比較容易造成風門損壞。然而井下風門的自動開啟與關閉有效解決了此種困難，對井下風門實施特殊構造，能夠應用遠紅外傳感器實施檢測，并且利用PLC實現井下風門的自動開啟與關閉，不僅在一定程度上減小勞動強度，還確保行人與車輛的安全。

4.5選煤廠集控系統中PLC技術的應用

在選煤廠的集控系統中運用可編程控制器技術，不僅能夠加強系統控制性能的可靠性與安全性，還可以在一定程度上優化運用效果。因此，在國內礦山機電控制領域中運用可編程控制器技術十分重要，PLC技術的應用不但可以加強機電設備控制質量，還可以確保機電設備的運行的穩定性與安全性，降低礦山機電工作人員的勞動強度，減小作業成本，從而使礦產企業獲取更大的經濟效益與社會效益。

5 結語

科學技術的不斷進步，對于自動化控制而言，PLC是其中一項十分關鍵的控制設備。在國內礦山機電裝置控制系統中，運用PLC技術不但可以加強系統的穩定性，還可以提高企業的生產效率。另外，煤礦機電裝置應用PLC技術，在整體上提高了機電設備的自動化水平，促進礦山企業的進一步發展。但是，PLC技術在礦山機電裝置中的應用也存在一些問題，因此工作人員必須進一步研究與分析，從而確保煤礦機電裝置的安全與穩定運行。

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