自動化技術在礦山機電控制中的應用探討

舒 興

（重慶迪冉礦山工程設計有限公司，重慶 400000）

利用PLC技術的自動化控制系統，在礦山機電控制中的應用，有效的避免了傳統礦山機電控制中存在的弊端，提高了礦山資源開采的工作效率，促進了礦山企業的可持續發展。

1 PLC技術的概述

（1）PLC 的基本組成部分。PLC的基礎組成主要包括CPU、電源、存儲器、接口以及相關的外部設備編程器。對外，通過接口實現了外部設備和PLC本身的輸入和輸出；對內，通過各種總線實現了內部各部分的連接。根據結構的不同，PLC又可以劃分為固定式PLC 和模塊式PLC 兩種，前者將CPU和電源等部分組成了一個整體，無法進行分開拆卸，而后者是將所有的模塊進行了組裝連接，可以按照一定的規則對其進行拆卸和重新配置[1]。

（2）PLC 的優點。作為一種利用數字運算來達到控制目的的自動控制系統，PLC可以利用存儲在存儲器當中各種可以編程的操作指令，包括運算指令、控制指令等，對連接到PLC接口上的機械設備進行控制。其主要優點如下：①抗干擾能力強，可以抵抗各種內外界因素的干擾，不易發生損壞，維護費用較低。②本身可以重新組合，系統在應用過程中較為靈活、方便。③編程所需的語言簡單，而且可以根據不同的需求對程序進行及時的修改。

2 PLC 技術在礦山機電控制中的應用研究

（1）利用PLC 技術對礦山老舊提升機進行改造。在對礦山的老舊提升機進行改造過程中，可以對其機械和主機部分進行保留，通過大功率晶匣管變流器和可編程控制器對其繼電器控制設備進行更新，從而提升其工作性能，主要步驟如下：①對礦山老舊提升機的舊操作臺進行位置的變更，在其位置上安裝新操作臺。在新操作臺安裝和調試期間，暫時使用舊操作臺進行礦山老舊提升機的控制。②將新舊系統的轉換刀閘設置在電樞回路上，通過提多路航空插頭，來實現新舊系統的有效切換。當新系統調試完畢之后，可以根據實際情況選擇保留或者拆除舊系統。③在進行新系統安裝過程中，必須嚴格控制施工的質量。施工過程中，應確保新系統檢修人員現場進行操作新系統的安裝和調試操作，從而提高其對系統的了解程度，便于后期的維護和檢修工作開展。④對于井筒位置開關、行程、機械潤滑系統在進行監測時，為了縮短調試所需的時間，可以采用電控監測的方式進行。同時在新系統安裝完成之后，還需要對傳感器進行監測，確保其相關參數與設計要求的保持一致。⑤由于變環系統很容易受到速度、電流以及位置等閉環因素的影響，因此，必須重視以上三個閉環的準確性。每天都需要對速度、電流以及位置閉環進行檢修，并利用編碼器輸出試驗和電樞回路電流環控制試驗對其相關參數的響應進行測試和確認，為接下來的系統空載和重載調試試驗提供便利的條件。⑥最后全礦井的機電設備需要進行停產檢修，并對新系統進行空載調試運行。在系統的空載試驗合格之后，可以對系統進行重栽試驗。只有重載試驗合格，才能確保礦山老舊提升機完全實現了自動化技術的改造。

（2）實現井下風門自動啟閉的分析。在礦區，井下風門可以利用紅外傳感器對過往的車輛進行監測。利用這一特性，可以借助PLC技術實現風門的自動開啟和關閉，從而減輕相關工作人員的工作量，提高對車輛和行人的安全保障。

在PLC技術應用過程中，由于風門兩側的氣壓存在差異，導致風門存在較大的壓強，為了降低風門在自動開啟過程中所需要的開啟壓力，可以通過窗口的設置來平衡風門兩側的氣壓差。由于窗口的面積較風門而言較小，因此所需的開啟壓力也較小。

在利用PLC技術進行井下風門的自動啟閉時，其工作原理如下：①當井下風門需要打開時，相關的開啟控制信號傳遞到二位五通雙控電磁閥，尤其對供氣為孩子的活塞運動進行控制，將井下風門之上的窗口打開。此時，風門兩次的氣壓差在窗口的作用下，迅速降低直到兩側氣壓值區域一致，從而減弱了風門需要開啟的壓力。②當窗口打開到大約30度左右時，受到固定銷擋的作用，窗口停止開啟，此時在活塞運動的帶動下，行走部分持續向外運動，完成了風門的開啟工作。③當井下風門開啟到90度時，整個開啟過程結束，行人和車輛可以安全通過井下風門。采用相同的方式，通過對二位五通雙控電磁閥方向的控制，可以完成井下風門的關閉控制。

（3）PLC 在空氣壓縮機群微機監控系統的應用。將PLC技術應用到空氣壓縮機群微機監控系統，有效的提高了空氣壓縮機群微機監控系統的準確性，提高了其抗干擾能力，確保了空氣壓縮機安全穩定的運行。通過自動化技術在空氣壓縮機群組微機控制系統中的應用，可以借助溫度、壓力變送器以及斷水裝置對礦山的現場進行相關信息的采集，并通過PLC對采集到的信息進行處理，實時的顯示設備的工作狀態和相關參數，幫助相關工作人員更清晰的了解設備運行情況，確保了空氣壓縮機的安全穩定運行。

（4）分析PLC 在選煤廠集控系統中的應用。某選煤廠原有的控制站、集控室和儲運集控室分別負責各自區域的機電設備控制，相互之間并無關聯，獨立性較強，導致所采用的控制主機版本也不盡相同。一定程度上增大了礦山機電控制管理的和難度。通過引入PLC技術，將該廠的控制系統優化成新集控系統和原煤車間兩個系統口，不僅實現了可以在上位機上的相互方位，而且有效的提高了礦山的管理工作效率。

（5）下運膠帶機中KZP 型盤式可控制動裝置的應用。作為機電液一體化設備，KZP 型盤式可控制動裝置的閘瓦和制動盤在膜材過程中產生的動力，可以作為盤式可控制裝置的制動力。如果需要對其制動力進行改變，需要借助閘瓦對制動盤正壓力進行調節，再加上制動盤正壓力隨著制動油壓的增高而增高，也就意味著，在進行制動力調整過程中，也對液壓系統的控制油壓進行了調節。通過PLC技術的應用，實現了KZP 型盤式可控制動裝置“可控”管理。通過設置在主驅動電機輸出軸和膠帶輸送機上的傳感器，對電動機和膠帶的轉速進行采集，如果所采集到的速度高于設備值，則需要對制度系統的油壓進行減少調節，即降低制動閘液壓比例閥的供電。反之，則需要增大制動閘液壓比例閥的供電。從而實現了確保膠帶始終處于正常速度運轉的目的。

3 結語

PLC技術在礦山機電控制當中的應用，在提高了礦山工作效率的同時，也減輕了相關工作人員的工作量，提升了礦山的經濟效益，推動了礦山的自動化和智能化發展。