簡述PLC技術在礦山機電控制中的應用

馬洪亮

（西山煤電集團公司圪堆煤業有限公司，山西 臨汾 042403）

引言

在礦山的開采過程中經常會用到PLC技術，隨著PLC技術的廣泛應用，礦山機電控制的自動化水平有了顯著提高，這也是近幾年礦山開采得到大幅度提升的原因之一。但是為了能使PLC技術更好應用到礦山開采過程中，對該技術的研究分析至關重要。筆者就PLC技術的特點分析了其在礦山機電控制中的應用，并對此進行了詳細闡述，以供行業人員參考與借鑒。

1 PLC技術的含義

PLC技術在不同的研究領域的定義不盡相同，在本節研究的礦山領域PLC技術是應用在工業環境中可以運用數字操作系統且可以實現編程的一種邏輯控制器。該技術的主要表現形式是可以通過編程來實現存儲的功能，能夠存儲包括算數、計時、排序等一系列指令在內的內容，當接收到指令時采用多種方式的輸入和輸出加以控制，以達到對不同程序的控制作用［1］。

PLC技術在應用時能夠與多種系統組合，在運行的具體過程中也具備諸多優點，比如抗干擾能力強，在數據傳輸的過程中可靠性良好，而且使用起來操作靈活并且方便。隨著礦山開采事業的不斷擴大，PLC技術在礦山機電控制中的應用日趨廣泛，并且占據著無法取代的地位。在礦山開采領域，以往主要是應用繼電器控制設備，此類設備是通過各個硬件之間連線組合起來的，主要是通過并聯和串聯的形式組合在一起的，但該控制設備存在很多缺點，在連接時需要大量的連線，這樣就會導致各連線之間的觸點較多，連線也會十分復雜，并且設備體積比較龐大，導致占地面積很大，需要很大的放置空間，同時觸點多也會使得其耗電量大大增加。該設備在形成系統后就很難對其進行改變，這樣一旦系統需要調試或者是需要改變就會十分棘手，其特征和性能都不容易改變，不利于煤礦事業的發展的。在設備運行的過程中，各連線之間的觸點很多，由此增加設備的不穩定性，在每次開關設備時這些觸點之間會產生摩擦，會有接觸，不利于延長機器的壽命，致使機器提前老化。

由上述可知，綜合原來的繼電器設備和先進的PLC技術來看，我國在礦山機電設備的控制應用上已經取得了相當大的進步［2］。

2 PLC技術在礦山生產中的應用

2.1 PLC對礦山老式提升機進行改造

PLC技術有助于礦區的老式提升機的改造，改造提升機的電流，實現這種改變主要是通過一個大功率的控制器和一個大功率的晶閘管來實現，這是目前改造礦山機械行之有效的辦法之一，實現該目標的過程主要有以下幾個步驟。

其一是實現操作臺的轉變，要先將原來舊的操作臺移到一邊，將操作臺整體搬移，為新的操作臺的安裝提供有力的條件，在改造提升機的過程中還要繼續使用原來舊的系統，并在舊的操作臺上進行調試。其二是實現新老系統之間的完美轉換，為了方便新老系統進行轉換，要在回路上安裝一個能實現新老系統相互轉換的轉換器。在安裝新系統時，舊系統也要保留下來，在必要的情況下或者是空間允許的情況下新舊系統要一起保留下來，舊系統可當作備用系統。其三是嚴格控制安裝過程中的質量問題，負責安裝新的系統的人員務必是經過嚴格培訓后的人員，只有經過層層篩選的人員才可以參與新系統的安裝，安裝的人員要有熟練的操作技術，積極參與將來設備的維護，這樣才能保證為系統以后的維護提供有力的條件。其四是盡可能減少調試系統的時間。在安裝系統之前就要對各部位的安裝位置以及安裝的先后順序非常了解，并嚴格按照事先規定好的步驟加以安裝，在傳感器安裝完畢后要給電進行測試，對事先預設好的參數都要進行校對，以保證安裝好的系統和實際要求相符。

提升系統時要把每一部分的運行情況都要在電腦里逐步檢驗，使系統的提升可以一次性準確無誤的完成。除上述之外，還要加強新舊系統的聯合控制。在完成系統的提升后，應當用原來舊的系統的控制器對新系統加以調試。在新舊系統的聯合控制下可以減少系統在調試過程中的很多困難，加強信號的控制，并且一次性的推動系統的裝卸載程序，這些工作均有助于減少系統在調試過程中的工作量。

2.2 實現井下風門的自動啟閉

在礦山的開采過程中，一般井下風門的開啟和閉合都是人為來控制的，基本上均是人工操作。但是由于井下風門所承受的壓力非常之大，這樣就會使風門操作者的難度增大。人為地對風門的開關進行控制十分不便，嚴重的還有可能會導致風門的損壞［3］。PLC技術可以有效改變這一現狀，其可以通過紅外感應裝置來對進出的車輛進行檢測，不再需要人工控制風門的開關情況，可以使用可編程的控制器來實現風門的開關，實現自動化的控制。通過風門的自動化控制裝備，可以保證車輛有秩序地進進出出，還可以保證進出車輛的可靠性和安全性，當車輛通過時，風門可以自動開啟，車輛進入后風門又會自動閉合，這樣就會使得礦山的運營成本大大降低，繼而減少資金的投入。在開啟時要求有一定的先后順序，要保證先開窗戶再開門。其原因就在于風門面積通常較大，風門兩側的壓強很大，為了減少在風門開啟時兩側壓強差帶來的不穩定性和不安全性，一般會在風門上安裝面積很小的窗戶來平衡風門兩側的壓強差，以增加風門的安全性和可靠性。增加一個小窗戶就可以使得風門開啟時的壓力減小，這樣也會使得風門更容易開啟，也可以延長風門的使用壽命。

風門和小窗之間的配合開啟和關閉主要是通過以下描述來實現的：通過PLC技術的控制，首先會通過紅外線和紅外線的傳感設備對車輛予以檢測，檢測完畢后，風門會接收到開啟的信號，這時風門會將開啟的信號通過一個電磁閥傳給小窗，電磁閥在接收到信號時會向系統進行供氣，活塞會因為氣體的推動作用而發生移動，風門上的小窗會因活塞的擠壓運動而開啟，小窗開啟后，風門也會隨之開啟，但是當風門到達預定的位置時將不再發生移動，通過這樣風門便開啟了。風門的閉合過程則與上述過程相反，風門的閉合是先通過活塞的反向運動使得小窗先關閉了，進而使風門關閉。

2.3 利用PLC技術改造下運膠帶機

KZP系列盤式可控制動裝置在礦山機電控制中得到了廣泛應用，此裝置主要由三部分組成，分別是液壓站、制動裝置和電控系統［4］。這三部分中的制動裝置是通過和制動盤摩擦產生制動阻力，再借助外界的力量從而改變制動力。KZP系列盤式可控制裝置主要是通過利用電動機的輸出軸和輸送帶上的速度傳感器來收集膠帶工作時的各項數據，最后由顯示器來顯示最終的數據。當所監測到的數據大于正常設定的數值時，可編程控制器可自行減小數據以達到系統穩定的狀態，進而對控制系統進行控制，從而實現膠帶減速，當監測到的數據小于設定值時則調節過程則是相反的。

3 結語

現如今，PLC技術在自動化的控制領域占據了不可或缺的地位，在我國礦山機電設備控制中得到了尤為廣泛的應用。從當前煤炭事業的發展情況來看，PLC技術不僅有助于提高機電控制的自動化水平，也有助于推動煤炭行業的蓬勃發展，促進了礦山經濟的發展。綜合以上來看，研究PLC技術在礦山機電控制中的應用有著十分重要的現實意義。

［1］ 李偉.關于PLC技術在礦山機電控制中應用的研究［J］.黑龍江科技信息，2014（15）：12-13.

［2］ 顧升利.解析礦山機電控制中PLC技術的應用［J］.信息通信，2013（1）：13-14.

［3］ 趙小軍.礦山機電控制中PLC技術的應用［J］.機械管理開發，2012（5）：61-62.

［4］ 王榮華，張燕斌.PLC技術在礦山機電控制中應用研究［J］.現代商貿工業，2011（6）：18-19.