簡述PLC技術(shù)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(yè)有限公司，山西 臨汾 042403）

引言

在礦山的開采過程中經(jīng)常會用到PLC技術(shù)，隨著PLC技術(shù)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(shù)更好應用到礦山開采過程中，對該技術(shù)的研究分析至關(guān)重要。筆者就PLC技術(shù)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(yè)人員參考與借鑒。

1 PLC技術(shù)的含義

PLC技術(shù)在不同的研究領(lǐng)域的定義不盡相同，在本節(jié)研究的礦山領(lǐng)域PLC技術(shù)是應用在工業(yè)環(huán)境中可以運用數(shù)字操作系統(tǒng)且可以實現(xiàn)編程的一種邏輯控制器。該技術(shù)的主要表現(xiàn)形式是可以通過編程來實現(xiàn)存儲的功能，能夠存儲包括算數(shù)、計時、排序等一系列指令在內(nèi)的內(nèi)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(shù)在應用時能夠與多種系統(tǒng)組合，在運行的具體過程中也具備諸多優(yōu)點，比如抗干擾能力強，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^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(yè)的不斷擴大，PLC技術(shù)在礦山機電控制中的應用日趨廣泛，并且占據(jù)著無法取代的地位。在礦山開采領(lǐng)域，以往主要是應用繼電器控制設(shè)備，此類設(shè)備是通過各個硬件之間連線組合起來的，主要是通過并聯(lián)和串聯(lián)的形式組合在一起的，但該控制設(shè)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(shè)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(shè)備在形成系統(tǒng)后就很難對其進行改變，這樣一旦系統(tǒng)需要調(diào)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(yè)的發(fā)展的。在設(shè)備運行的過程中，各連線之間的觸點很多，由此增加設(shè)備的不穩(wěn)定性，在每次開關(guān)設(shè)備時這些觸點之間會產(chǎn)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(shè)備和先進的PLC技術(shù)來看，我國在礦山機電設(shè)備的控制應用上已經(jīng)取得了相當大的進步［2］。

2 PLC技術(shù)在礦山生產(chǎn)中的應用

2.1 PLC對礦山老式提升機進行改造

PLC技術(shù)有助于礦區(qū)的老式提升機的改造，改造提升機的電流，實現(xiàn)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(xiàn)，這是目前改造礦山機械行之有效的辦法之一，實現(xiàn)該目標的過程主要有以下幾個步驟。

其一是實現(xiàn)操作臺的轉(zhuǎn)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(xù)使用原來舊的系統(tǒng)，并在舊的操作臺上進行調(diào)試。其二是實現(xiàn)新老系統(tǒng)之間的完美轉(zhuǎn)換，為了方便新老系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換，要在回路上安裝一個能實現(xiàn)新老系統(tǒng)相互轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器。在安裝新系統(tǒng)時，舊系統(tǒng)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(tǒng)要一起保留下來，舊系統(tǒng)可當作備用系統(tǒng)。其三是嚴格控制安裝過程中的質(zhì)量問題，負責安裝新的系統(tǒng)的人員務必是經(jīng)過嚴格培訓后的人員，只有經(jīng)過層層篩選的人員才可以參與新系統(tǒng)的安裝，安裝的人員要有熟練的操作技術(shù)，積極參與將來設(shè)備的維護，這樣才能保證為系統(tǒng)以后的維護提供有力的條件。其四是盡可能減少調(diào)試系統(tǒng)的時間。在安裝系統(tǒng)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(guī)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(shè)好的參數(shù)都要進行校對，以保證安裝好的系統(tǒng)和實際要求相符。

提升系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的聯(lián)合控制。在完成系統(tǒng)的提升后，應當用原來舊的系統(tǒng)的控制器對新系統(tǒng)加以調(diào)試。在新舊系統(tǒng)的聯(lián)合控制下可以減少系統(tǒng)在調(diào)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(tǒng)的裝卸載程序，這些工作均有助于減少系統(tǒng)在調(diào)試過程中的工作量。

2.2 實現(xiàn)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(guān)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(shù)可以有效改變這一現(xiàn)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(guān)情況，可以使用可編程的控制器來實現(xiàn)風門的開關(guān)，實現(xiàn)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(cè)的壓強很大，為了減少在風門開啟時兩側(cè)壓強差帶來的不穩(wěn)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(cè)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(guān)閉主要是通過以下描述來實現(xiàn)的：通過PLC技術(shù)的控制，首先會通過紅外線和紅外線的傳感設(shè)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(tǒng)進行供氣，活塞會因為氣體的推動作用而發(fā)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(fā)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(guān)閉了，進而使風門關(guān)閉。

2.3 利用PLC技術(shù)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(tǒng)［4］。這三部分中的制動裝置是通過和制動盤摩擦產(chǎn)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(shù)據(jù)，最后由顯示器來顯示最終的數(shù)據(jù)。當所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)大于正常設(shè)定的數(shù)值時，可編程控制器可自行減小數(shù)據(jù)以達到系統(tǒng)穩(wěn)定的狀態(tài)，進而對控制系統(tǒng)進行控制，從而實現(xiàn)膠帶減速，當監(jiān)測到的數(shù)據(jù)小于設(shè)定值時則調(diào)節(jié)過程則是相反的。

3 結(jié)語

現(xiàn)如今，PLC技術(shù)在自動化的控制領(lǐng)域占據(jù)了不可或缺的地位，在我國礦山機電設(shè)備控制中得到了尤為廣泛的應用。從當前煤炭事業(yè)的發(fā)展情況來看，PLC技術(shù)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(yè)的蓬勃發(fā)展，促進了礦山經(jīng)濟的發(fā)展。綜合以上來看，研究PLC技術(shù)在礦山機電控制中的應用有著十分重要的現(xiàn)實意義。

［1］ 李偉.關(guān)于PLC技術(shù)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(shù)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(shù)的應用［J］.機械管理開發(fā)，2012（5）：61-62.

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