探析煤礦機電控制中PLC技術的有效應用

宋遠磊

摘 要 PLC技術是在可控范圍內大量可編程存儲器的集合，能夠完成高效快速的儲存內部程序，對數據進行分析與計算，合理規劃整個系統的運行動作，分析系統的不足之處并進行改進等動作。相較于傳統的煤礦機電系統，采用了PLC技術的煤礦生產更加高效，卻伴隨著更低的能耗比，并且易于發現煤礦中存在的安全隱患，便于礦方組織人員排查，減小了安全事故發生的概率。文章對在煤礦機電系統控制應用PLC技術的可行性做了研究。

關鍵詞 機電系統；PLC 技術；控制

前言

PLC技術將微型計算機引入現代工業生產體系之中，替代傳統工業生產中采用的老式繼電器，完成對工程的控制，是一種高科技、高性能的可編程控制技術。其運行穩定性十分高，在惡劣環境下也能高效運行，受外界不良影響程度較低，并且操作步驟簡單，人員不需要煩瑣的培訓就能夠掌握，因此快速占領繼電器的市場，在工業生產中的比重越來越大。在對PLC自動控制系統進行編程的過程中，一般采用易于操作的梯形圖系統，人員只需稍加培訓便可進行實際操作，編程語言簡單明了，便于日常維修與養護，符合我國目前工業生產的需求，能夠得到大量推廣。在煤礦的機電控制系統中引入PLC技術來進行自動化控制，不光壓縮了控制系統所占的空間，并且只需要一臺PLC控制系統就能高效控制整個煤礦的自動化器械，使其整體效率大大提升。

1 PLC控制系統的工作原理

作為PLC控制的基本環節，輸入采樣對PLC控制效率起到了決定性因素。在進行輸入采樣時，掃描儀對作業面進行掃描，掃描數據儲存在記憶體中，隨機被傳輸到處理單元進行分析。掃描采樣階段所收集的數據是單獨存在的，無論后級階段如何操作，都無法改變掃描所得到的數據，因此施工方在完成掃描采樣之后，要妥善保管記憶體，避免數據丟失。當掃描完成數據的采樣工作之后，PLC會使用梯形圖模式，以采集到的數據為基礎來掃描用戶的程序，在這一階段中，計算的順序與先后也要納入掃描過程中，最后將掃描的結果顯示在計算機上。這一階段必須要保證原封不動的采樣數據，因為變化的采樣數據對系統產生控制命令有一定的影響，會使系統的控制出現一定的缺漏。在上述兩個步驟完成之后，就要轉入輸出刷新階段。控制系統會總結以上階段所收集的數據，輸出得到的結果，以結論為依據來控制自動化設備[1]。

2 煤礦機電系統控制中應用

2.1 PLC技術在煤礦機電系統控制系統中的實際應用

在集控室安裝主站的時候，要以設計方案為基礎，確保煤礦機電系統設備要按照新的線路來鋪設，而不是繼續使用老的線路，這樣才能充分發揮回路的控制功能。甚至可以直接把主站的控制屏與電氣設備回路相連，進而控制煤礦機電系統。合理對現場數據收集設備進行布局，以帶式輸送機的安裝為例，明確每一個傳感器中所表達的數據信息，在與從站控制箱對接完成之后就會自行開始數據的處理與解碼工作，控制系統才能正常運行，并且沒有安全隱患。合理設置煤礦機電控制系統的報警信號，使用傳統的電鈴進行報警，或是采用新式的蜂鳴報警器，確保安全警報在第一時間被施工人員尋獲，減小安全事故的危害。報警系統能夠引入到集控啟停設備之中，由專業的人員來處理安全信息，確保在安全事故發生的第一時間就能組織施工人員進行避險。

2.2 如何使用PLC技術控制煤礦機電系統

煤礦機電系統控制之中，一般采用梯形圖的形式來進行程序控制，這給邏輯程序提供了發揮的平臺。簡化的操作線路也降低了系統維護的難度，并且在不同的集控控制系統之中實現了實時切換，系統運行靈活多樣，適應程度較高。還能夠隨時監控系統的運行情況，對包括系統是否過熱、失速等實時運行數據信息都能夠精確掌控。只要出現了影響正常生產的故障，監控系統就能夠及時發現并報警，相關人員就會進行處理，降低事故發生的概率。并且PLC系統還會自動記錄運行中的故障處理信息，為日后的維修提供數據基礎。

2.3 PLC技術的運用

為了在煤礦機電系統中有效運用PLC機電控制系統，要分析系統在運行中的幾個關鍵性數據。首先是運行速度。提升機在運行的時候不可避免的會產生機械沖擊，不同機器的頻率不同，因此加速、減速的能力也有區別。在實際運行中，一般采用0.5 s每半秒鐘刷新一次的頻率，來確保PLC系統有效地控制。而為了得到絞車的運轉速度，一般會有專門的設備來記錄每0.5 s中開關的觸碰次數，并將記錄下的數據在系統的儲存單元中進行儲存，將其轉換之后，再進行絞車運轉速度的計算工作。然后要取得的就是絞車的運行方向數據。絞車開始運行之后，運行狀態就無法改變了，因此就需要使用兩個計數器來記錄開關接觸的次數，確定在這些接觸中哪些是有效的。在五秒鐘內，使用一個計數器來控制另一個，記錄下啟動按鈕的兩次變化，絞車的上升接觸器通過后產生吸引力的方式使絞車穩定上升。通過調節在5 s內按鈕啟動的次數來控制絞車的上升與下降。

另外PLC技術的使用對環境溫度也有一定的要求，一般保持在0～55 ℃之間，才能最大限度地發揮PLC系統的優勢。在高溫下運行，PLC系統同樣容易發生意想不到的故障，大大降低了系統原來設計的使用壽命，甚至會出現由于溫度過高而損壞元器件的情況。反之，如果在較低的溫度下運行，整個電路的運轉速度十分緩慢，大大地降低了系統的安全性，在某些低于0 ℃的環境內使用，還會出現控制系統崩潰的情況。所以PLC控制系統的運行必須有適宜的溫度做有力保障，才可以確保控制的有效性與高效性[2]。

3 結束語

將PLC控制技術引入到煤礦機電系統控制之中，能夠有機地將整個系統中的各個控制功能結合起來，使各項設備高效運轉。在滿足了電廠生產的同時，提升了其運行效率，便于員工進行操作，是一種不可多得的控制技術。

參考文獻

[1] 劉虎豹.PLC技術在礦井交流提升機電控系統中的應用[J].煤礦安全，2009，40（4）：56-58.

[2] 葛蕓萍，牛雙國.煤礦副井信號系統的改造[J].煤礦機電，2010，（3）： 106-107.