PLC技術在礦山機電節能控制中的應用

趙凱亮

摘要：隨著現代化機械水平的提高，采礦領域中機械設備的占比越來越大，如何有效提高機電設備的運行效率，節約能耗成為目前眾多礦產企業主要考慮的問題。PLC技術具有集成程度高，能夠實現機電設備的自動控制而被廣泛應用于礦山機電節能領域，本文在分析研究PLC基本技術特征的基礎上論述了礦山機電節能控制中PLC技術的具體應用，從而提高礦山機電節能水平。

關鍵詞：PLC技術;礦山機電;節能控制;應用分析

隨著現代社會對煤炭資源需求量的增大以及礦山機械化程度的提高，對礦山機電節能控制的要求也相應增加。PLC技術的應用不僅進一步提高了礦山機電設備的自動化水平，而且提高了礦山機電設備的運行效率，很大程度上降低來了礦山機電的能耗比，從而增加了礦產開采企業的經濟效益。

1PLC技術概述

1.1PLC技術基本特征

PLC技術利用微型計算機技術對相應的機電設備進行過程控制，具有抗干擾能力強，智能化水平高且可靠性高的特點。而且和傳統的繼電器控制相比，采用PLC邏輯控制有利于用戶對機電設備的自動化控制，而且控制系統便于操作和更改，穩定性和安全性高。目前，PLC控制邏輯編輯過程中主要采用梯形圖進行編輯，與常用的計算機編程語言相比便于用戶學習和掌握，并且具有良好的適應能力。PLC控制系統中，以微型計算機為核心，利用編程語言實現對繼電器、計時器、計數器等元器件的邏輯控制，從而達到系統開關量控制的目的。這就使的PLC控制系統在實現機電設備復雜控制的同時能夠有效簡化控制系統結構，減少自控系統的設備數量。

1.2PLC技術基本原理

PLC工作過程可以分為三個階段，首先是輸入信息的采集，系統通過掃描和采集輸入量并將其存儲到I/O單元。在系統設置過程中，一旦確定好輸入信息，系統便會根據具體的輸入量來進行運算，并且輸入數據不會隨著系統運行狀態的改變而改變。在具體的操作過程中，應該根據實際需求確定輸入信號的脈沖寬度，以確保輸入信息的有效性。其次，控制系統程序的編寫和運行。PLC控制系統運行程序以梯形圖為主，掃描過程自左而右進行，根據邏輯運算控制從上而下進行循環掃描運算，實現PLC控制單元的邏輯控制。在具體運行過程中，設定好的輸入信息和采樣狀態無法進行更改，所以需要對I/O指令立即執行以達到存儲I/O控制點的目的。最后是控制信號的輸出，PLC控制回路中輸出信號會隨著控制系統邏輯運算狀態的變化而變化，然后更新輸出信號，以輸出電流為基礎對外接電路開關進行控制。

2PLC技術在礦山機電節能中的應用特征

傳統的機電設備控制過程中以繼電器為基本控制單元，根據具體的控制目標，采用人工布線、焊接的方式構成基本的控制回路，并通過固定的操作流程對相關開關量進行控制，不僅需要大量的基礎設備，而且操作流程復雜，無法滿足復雜邏輯控制的同時也導致耗能的增加。在礦山機電設備中應用PLC技術進行控制，可以利用計算機邏輯編程的方法代替人工的操作流程，而且利用邏輯編程對開關量進行控制在完成對復雜目標控制的同時節約大量的機械控制單元。針對礦山機電設備控制而言，PLC技術能夠使邏輯控制代替機械控制，有利于用戶實時的對控制結構的更改和調整，適應性更強，而且模塊化的結構有利于工作人員對相關功能的開發和利用，更加具有靈活性，能夠較好的滿足礦山機電的自動化控制。并且有利于提高礦山機電控制效率，簡化控制結構，有效降低控制成本。

3PLC技術在礦山機電節能中的應用措施

3.1空氣壓縮機設備中PLC控制技術

空氣壓縮機主要作用是為礦山機械設備中以氣壓為動力的設備提供壓縮空氣作為動力源，其工作穩定性和效率直接影響到相關壓力設備的正常運行。其基本工作原理是利用單片機或者工業控制機為控制核心，通過控制電機將機械能轉化為空氣的動能，從而為相關氣動設備提供動力。傳統的利用繼電器為基本控制單元的空氣壓縮機存在故障率高、系統結構復雜、維修難度大的缺點，因此采用PLC技術對空氣壓縮機進行控制能夠有效避免這些問題。具體過程為，利用傳感器將空氣壓縮機的相應溫度、壓力作為輸入量傳入PLC控制單元中，然后根據設定好的控制邏輯運行、計算，然后輸出控制量對外接控制電路進行控制。具體的控制邏輯可根據空氣壓縮機的實際運行需求進行設定，保障空氣壓縮機工作在最優控制狀態，提高壓縮機的運行效率，有效降低設備的能力損耗。

3.2老式提升機設備中PLC控制技術

PLC控制技術可以利用晶閘管和大功率控制器對老式提升機進行優化和改進，提高其運行效率。具體改進主要是通過對其操作控制臺進行簡化，首先是將舊的操作臺整體移動到預定位置，然后設置新的控制臺，并在二者之間安裝轉換器實現老舊系統的平滑切換。這就要求相關的操作人員必須具備一定的操作技能，保障控制臺安裝的質量，保障控制系統正確安裝。在系統調試過程中，為了提高效率可以在傳感器給電測試過程中將測量參數和實際參數進行對比分析，然后適當的調整系統直到參數復合設備運行要求。而且，在系統升級和優化過程中，需要對微機控制過程中的邏輯單元環節進行逐步檢查，確保邏輯運行正確。另外，通過加強新舊系統聯合控制的方式檢驗PLC控制系統的控制效果，在保障系統正常運行的同時有效提高控制效率，從而提高機電設備的運行效率。

3.3井下風門設備中PLC控制技術

傳統的井下風門通常需要人工手動操作，不僅工作環境差、安全系數低，而且也增加了人工成本，在具體操作過程中也容易出現失誤，無法實現風門的高效控制。利用PLC控制技術對傳統的井下風門進行改造，利用邏輯編程控制風門的開關量，從而實現對風門的遠程操控。這樣不僅可以提高井下設備操作的安全性，而且也進一步提高了風門工作的穩定性。在具體改進過程中，需要根據實際風門面積來確定兩側壓差，從而降低因負壓太高而導致的風門損耗，同時也降低了風門的生產成本。另外，為了進一步保障井下作業環境的壓力平衡，必須保證風門的正常穩定運轉，利用PLC技術實現對風門的精確控制和遠程操作，使井下作業環境得到優化，提高了工作的安全可靠性。

4總結

隨著PLC技術在礦山機電控制中的開發和應用，使礦山各機電設備的運行效率和安全系數得到提高，不僅降低了機電設備的運行維護成本，而且也進一步降低了人工成本。所以，利用PLC技術對礦山機電設備進行節能控制，能夠有效提高礦產開采企業的經濟效益，節約大量的人力物力的同時也保證了各系統的安全、高效運行。

參考文獻：

[1] 閆志敏.PLC技術在礦山機電控制中的應用研究[J].機械管理開發，2017，32（12）：127-128，138.

[2] 彭廣宇.淺談礦山機電控制中的PLC技術[J].消費導刊，2017，（26）：89.

（作者單位：山西華晉吉寧煤業有限責任公司）