自動化技術在礦山機電控制中的應用

李全杰　林建成　王勇偉

摘 要：介紹了礦山機電自動化控制的發展趨勢，分析了PLC技術的概念、功能和優勢，并且介紹了自動化技術在礦山機電控制中的具體應用。

關鍵詞：自動化技術；礦山機電控制；應用

1 礦山機電自動化控制的發展趨勢

自動化是一種操作簡單、可靠性高的智能程序，不僅能夠有效的降低生產過程中的勞動力強度，并且提高生產的安全性，更好的保證人員的安全，還有利于提升礦山生產效率的提升。正是由于其具有的優勢，在當前我國礦山生產中已經得到了廣泛的應用。

2 PLC技術概述

2.1 PLC技術的概念界定

PLC技術的全稱是可編程的邏輯控制器技術，這種類型的控制器是專門針對工業環境所設計的，其主要操作途徑就是通過預先設計好的數字進行設備運算與操作，是一種自動化電子裝置。在PLC控制器中，存儲器能夠進行編程，并存儲有關命令執行的邏輯、運算順序、算數和計數等內容。不僅如此PLC控制器還能夠通過數字式或者模擬式實現數據的輸入輸出，進而實現對礦山機電設備以及生產活動的控制。在運用過程中，需要注意的是：將PLC控制器與有關的外圍設備按照具體的要求合成為一個完整的控制體系，從而可以有效地延伸PLC控制器的作用，實現PLC控制器的功能擴展。由于PLC技術能夠較容易地實現與各系統的結合使用，同時具有較高的可靠性與穩定性，而且對編程的語言要求不高，操作比較簡便，因此PLC技術迅速得到了推廣。

2.2 PLC技術的功能

首先從PLC控制器的整個構成來看，主要有輸入接口與輸出接口、電源模塊、外圍設備的編程器、存儲器、中央處理器以及擴展與外圍設備的接口，在這些內部元件之間，主要通過數據和電源總線等方式進行數據交換。另外，PLC控制器還可以根據具體的設備需要，結合具體工作，對該設備進行控制，并執行編程語言命令，實現對該設備的操作。根據不同的結構形式，PLC控制器可分為模塊式與固定式。其中模塊式主要包括電源模塊、內部存儲器、機架、中央處理器和輸入輸出模塊等，各模塊之間以既定的規則來完成配置。在固定式PLC控制器中，主要有電源、內部存儲器、中央處理器板以及顯示面板。固定式與模塊式的主要區別就在于固定式所組成的模塊是完全固定的，不能進行拆分。

2.3 PLC技術的優勢

PLC技術自身具有比較完善的功能、能夠與多種系統進行結合、擴展的簡便性、較強的實用性。正是由于PLC技術有如此顯著的優勢和應用價值，使得其在具體應用過程中能夠滿足多種工作需求，有效地實現礦山機電設備的控制。另外，PLC技術的便捷性也是其一個突出的優勢。想要對PLC控制器進行應用，只需要簡單的邏輯圖或者編程語言即可，對編程的專業性要求不是很高。所以，PLC控制器的編程完全不需要編程人員進行專門的計算機專業知識學習，而且PLC控制程序的開發時間較短，其調試安裝工作也不長。不僅如此，PLC控制器的程序能夠進行在線修改，不需要進行裝置拆卸。另外，其安裝程序簡單，維修難度也較小。除此之外，PLC技術能夠實現在各種工業環境中運作，只需將其與不同的外接設備結合就可以使用。PLC技術采用了屏蔽與穩壓等方式，從而能夠有效地防止內部電源。對設備的干擾，同時通過密封性很好的外殼與抗震性能良好的結構作為屏障，因此使得PLC控制器具有強大的抗干擾能力，在工作中不會受到外界的干擾，從而有效地提高了PLC控制器的運行效率與穩定性，降低了故障發生的概率。

3 自動化技術在礦山機電控制中的具體應用

3.1 在螺桿空壓機中的應用

螺桿式空壓機在礦山機電控制中具有十分廣泛的應用，由于螺桿式空壓機具有較強的可靠性與實用性，因此正在逐步取代傳統的空壓機，成為礦山機電控制中應用的主要空壓機。螺桿式空壓機的運作過程主要包括吸氣、密封與輸送、壓縮和排氣4個主要環節。當螺桿在內部進行轉動時，就會與殼體的齒溝相互嚙合，從而使得空氣能夠從進氣口吸入，同時吸入機油。在齒溝嚙合面不斷轉動的過程中，螺桿式空壓機會將吸入的油氣進行密封并輸送到排氣口，然后在齒溝嚙合間隙慢慢變小的作用下使得油氣受到壓縮。當齒溝嚙合面轉動到排氣口時，受到壓縮的油氣就會被排出螺桿式空壓機。如果在螺桿式空壓機中設置變頻器，就可以有效地調控螺桿轉動的速度，從而對排氣量進行控制。當排氣量發生變化時，可以通過變頻器來改變螺桿的轉動速度，進而使得螺桿式空壓機排氣量回到正常的范圍，以保持排氣壓力穩定，從而達到節約能源的目的。

3.2 在礦山提升機改造中的應用

傳統的礦山提升機主要的控制元件就是繼電器，隨著自動化技術的發展，進行編程控制的控制器和變頻器開始得到廣泛的應用，尤其是在礦山提升機的改造工作中，更突顯其應用價值。從目前礦山提升機的應用情況來看，通過自動化技術進行礦山提升機改造的具體步驟如下：首先需要拆卸掉原有的操作臺，并安裝新的操作臺，但是需注意的是，在礦山提升機的改造過程中，仍然需要用到原有操作臺；其次需要安裝能夠轉換新舊系統的轉換電站，從而有效地保證原有系統能夠在改造過程中保持正常運轉；另外，由于礦山作業尤其需要重視安全和穩定，因此必須在礦山提升機改造完成之前對新系統進行調試與檢測，同時安排專業技術人員進行新系統的安裝，從而為系統運行的安全性提供有力保障。

3.3 在防跑車門中的應用

斜井運輸是礦井作業中十分重要的一個內容，但是在實際工作中容易出現跑車現象。為了能夠有效地解決這一問題，我們嘗試在礦山機電控制中設置一個安全門自動設備，從而能有效地預防跑車。在安全門中，主要使用PLC技術來實現設備的自動開閉。安全門通常安裝在巷道里面，平時保持關閉，只有當礦車即將到達安全門時才會觸動開關，使安全門打開。如果出現跑車現象，安全門就會自動阻止礦車。所以，通過安全門自動設備，不僅能夠避免礦車損壞，同時還能有效地避免事故發生。

結論

自動化技術在礦山的機電控制中有了越來越重要的應用，當前，自動化技術在在礦山提升改造、螺旋空壓機以及防跑車門中得到了應用，保證了礦山機械的應用安全并且促進了生產效率的提升。

參考文獻：

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