PLC控制技術在煤礦生產中的應用

譚健一

摘 要：PLC控制技術應用能夠進行編輯程序的存儲器，能夠進行定時、記數(shù)和計算等操作來從多個方面來將指令發(fā)布給用戶，同時運用模擬或者數(shù)字等方式進行數(shù)據(jù)的輸入及輸出，以此來對各類機械以及生產的全過程進行控制。最近幾年，PLC控制技術在各種類型的工業(yè)生產過程中都得到了運用，在顯著的提升生產效率的同時也能夠在一定范圍內提高生產的安全性，進而提升企業(yè)的經濟收益，令企業(yè)的社會及經濟效益盡量最大化。PLC控制技術具有在運行工作中比較平穩(wěn)，對干擾的抵抗能力較強，對其編程較為簡單和容易等特點，故而在工作進行時發(fā)現(xiàn)或者是突發(fā)問題也能夠在線對程序進行重編或者是修改，柔性特別好。文章將PLC控制技術運用在煤礦的生產過程中，對應用過程中各個環(huán)節(jié)的原理和需要注意的問題進行了逐一的分析。

關鍵詞：PLC控制技術；煤礦生產；應用

1 PLC控制技術的概念和特點

1.1 PLC技術的概念

PLC（Programmable logic Controller）就是可編程控制技術[1]，是一種基于計算機技術的工業(yè)控制電子操作系統(tǒng)，在工業(yè)控制領域的應用十分的廣泛。PLC的內部有能夠進行程序編制的存儲器，能夠存儲PLC的內部指令、程序運行等過程中不可缺少的各類數(shù)據(jù)，同時利用模擬或是數(shù)字的形式來和外部環(huán)境進行數(shù)據(jù)的交換，從而達到對各個執(zhí)行設備進行控制。PLC以及和他相關的外圍設備一起共同構成了工業(yè)控制系統(tǒng)的核心，特別是在底層控制中，系統(tǒng)的核心必是PLC。

1.2 PLC技術的優(yōu)點

1.2.1 功能性強

PLC控制技術不僅具有記錄數(shù)據(jù)、對順序進行控制、進行邏輯運算等功能，還能夠運用模擬量或者是數(shù)字的方式進行對外的數(shù)據(jù)的輸出和輸入，并且能夠進行人機對話以及自動檢驗等。

1.2.2 容易進行安裝和操作

一般可以進行編碼程序的控制器體積都比較小、質量也比較輕，連接十分的簡單和方便，并且能夠實現(xiàn)即插即用，且能夠簡單易行的與設備內部相連，使得機電一體化能夠輕易的實現(xiàn)。

1.2.3 對環(huán)境的適應能力較強

PLC的接口電路使用了光電隔離技術[2]，使得施工現(xiàn)場的電路和PLC本身的內部電路兩者間催在電氣上的隔離，且各個模塊都有相應的屏蔽措施，使得PLC技術有極強的抗干擾能力。此外其還有較好的抗粉塵能力和抵抗沖擊的能力，能夠在惡劣的環(huán)境中正常的工作，可靠性高。

1.2.4 簡單易學，維護方便

PLC的接口十分簡單容易配置，編程中的梯形圖語言通過圖形和符號就能夠理解其中的邏輯關系，學習起來非常的容易，即使非專業(yè)的人員也能夠進行編程。而系統(tǒng)的硬件不多，即使要對系統(tǒng)結構進行重組其工作量也不大，所以維護系統(tǒng)也很便捷。

2 PLC控制技術在煤礦生產中的應用

2.1 應用在礦井提升中

將PLC控制系統(tǒng)運用在礦井提升系統(tǒng)中可由動力裝置、變頻器和液壓站等組成。其工作原理是：一旦司機接收到來自井口或者是井底要求發(fā)車的信號就會從推動手柄使之離開緊閘位置，使得主電動機松閘。另一方面，當司機操縱主控制器的手柄扳倒某一個極限位置（正向的極端或者是相反的極端）的時候，在程序的操控下主控PLC系統(tǒng)將會最先接收到高壓轉換器發(fā)送來的電，而后向主電機中的定子繞組內輸送高壓信號，這時候電阻是開啟的狀態(tài)，隨后按照一定的次序將相關的電阻切除，繼而使得系統(tǒng)能夠達到自動加速運行，最后運行在自然機械特性上[3]。若系統(tǒng)式利用交流提升機進行運作，旋轉的編碼器隨著主電動機運行的同時會有兩列脈沖向外部輸出，其能夠連接到控制PLC的高速計數(shù)器的輸入口處，而后主控PLC會對高速計數(shù)器的計算方式進行確定，最后，能夠將利用高速計數(shù)器得到的提升的行程顯示在屏幕上。

將PLC控制技術運用在煤礦提升系統(tǒng)中主要是因為：（1）其對對整個升降控制系統(tǒng)的加減速、停止等一系列的制動過程的精準度有較大的提高，從而對煤礦的提升系統(tǒng)完全自動化運行的工作效率有較大的提升，進而減少工人的工作量。（2）其可以通過控制器進行人和機器的對話，從而能夠實時的檢測到提升機工作時的一系列的動態(tài)指標以及各個參數(shù)，為工人全方位的監(jiān)控和調節(jié)提升機工作時的狀態(tài)提供了極大的便利。（3）其能夠在一定程度上提高控制系統(tǒng)在推斷判定以及處理故障上的能力。PLC控制技的記憶以及邏輯運算能力都十分的強，它能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，在最短的時間內找到出現(xiàn)故障的位置，導致故障的原因等，能為故障的排除提供最全面的資料。

雖然將PLC控制技術運用在煤礦的提升系統(tǒng)中有諸多的優(yōu)勢，但是在運行中也有需要特別注意的地方：（1）因為提升機進行運行的環(huán)境里存在電子干擾的概率大，強度高，故而在PLC控制技術的選擇上要特備注重其在電磁兼容性能上的一些指標，一定要首先做好試運行確定沒有任何問題方可正式投入使用。同時，系統(tǒng)里的電源變壓器等設備要利用導電、導磁能力強的材料來進行屏蔽，以防止外界因素對其產生干擾。（2）外界傳入信號的故障以及PLC接口自身問題等都可能對PLC系統(tǒng)的穩(wěn)定性產生影響，故而，在監(jiān)控、制動燈等一些重要的系統(tǒng)的安裝中要使用安全性高的形式，保證即使在出現(xiàn)故障的時候也有備用的設備能夠立即啟動代替發(fā)生故障的設備繼續(xù)工作，而不影響設備的正常運轉。

2.2 應用在膠帶運輸系統(tǒng)中

在煤礦膠帶運輸系統(tǒng)中使用PLC控制技術不僅能夠進行單擊控制，還可以進行聯(lián)鎖控制等多種控制的模式[4]，而操作人員則可以依據(jù)現(xiàn)場的實際狀況來自由的選擇控制方式，從而最高效且精準的完成工作。同時，如果系統(tǒng)因故障而中斷，PLC技術能夠對現(xiàn)場進行控制，確保生產能夠繼續(xù)而不出現(xiàn)混亂，進而為系統(tǒng)的穩(wěn)定提供保障。

2.3 應用在井底車場的調度系統(tǒng)中

運用PLC技術首先能夠集中控制井下的岔道以及與發(fā)送接受信號相關的設備等，其次在機車的運行中能夠進行集中的調度或者是聯(lián)鎖控制，在此能夠實時監(jiān)視控制模擬盤的運行，為機車在井下作用過程中的安全提供保障，減小工人的勞動強度，提升工作的效率。

2.4 應用在井下風門中

井下的風門兩側有一定的壓力差，一般要在約45千克的壓力下才能夠開啟風門，傳統(tǒng)工藝利用自動化技術能夠將開啟壓力降至40千克左右，但是運行的難度仍然很大。在風門安裝時采用PLC技術就能解決此問題[5]。首先利用氣缸的傳動來為風門的開啟提供一定的動力，其次設計大小適當?shù)男★L窗在風門中，使得風門內部和外部的壓力能夠相互平衡，進而將開啟風門的壓力降的更低，使風門更容易開啟。

3 結束語

PLC控制技術除了以上描述的在煤礦生產中的幾種應用外，還能夠應用在抽風系統(tǒng)、水泵控制系統(tǒng)等多個領域中。PLC控制技術的應用不但降低了操作過程的難度更加提升了工作的效率，但是它也有一定的不足，比如操作人員的技術水平等級不夠，新型技術的開發(fā)力度不足等，這將是阻礙其發(fā)展的關鍵所在，也是亟待解決的主要問題。

參考文獻

[1]王世俊.PLC控制技術在煤礦礦井提升系統(tǒng)中的運用[J].科技與創(chuàng)新，2015（13）：133.

[2]徐帥.PLC技術在煤礦提升機控制系統(tǒng)的應用[J].煤炭技術，2013，32（3）：84-85.

[3]任化冰.煤礦機電系統(tǒng)控制中PLC技術的應用分析[J].企業(yè)技術開發(fā)，2013，32（12）：81-82.

[4]段志宏.淺析PLC技術在煤礦機電控制系統(tǒng)中的應用[J].技術與市場，2014，21（9）：239.

[5]楊上.PLC控制技術在煤礦生產系統(tǒng)中的應用[J].山西煤炭管理干部學院學報，2015，28（4）：47-48.