PLC技術(shù)在礦山機(jī)電節(jié)能控制中的應(yīng)用

牛曉波

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安煤礦分公司，山西 高平 048400）

在礦山機(jī)電節(jié)能控制工作中，人們應(yīng)結(jié)合PLC技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)與實(shí)際情況，正確開展分析工作與管理工作，以降低能源的消耗量，在井下風(fēng)門設(shè)備與老式提升機(jī)設(shè)備中將PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，以此達(dá)到預(yù)期的節(jié)能控制目的。

1 PLC技術(shù)分析

在我國數(shù)控技術(shù)實(shí)際發(fā)展的背景下，各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域均已經(jīng)形成了PLC技術(shù)方面的不同定義與理解。礦山機(jī)電節(jié)能控制合理使用先進(jìn)的PLC技術(shù)，其被定義為利用數(shù)字編程技術(shù)方式，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算目的、計(jì)算目的與順序控制目的，這是一種新型的控制器設(shè)備。此類控制技術(shù)的應(yīng)用，可以根據(jù)數(shù)字指令的要求完成終端的輸入程序與輸出程序等工作，在礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行與控制的過程中，生產(chǎn)作業(yè)具備一定的獨(dú)特性。

隨著煤礦事業(yè)突飛猛進(jìn)，煤礦市場競爭愈演愈烈，使得礦山集團(tuán)對機(jī)電設(shè)備的要求越來越高。控制系統(tǒng)智能化發(fā)展逐漸成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的主導(dǎo)者，PLC作為以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新型控制技術(shù)，已經(jīng)在礦山機(jī)電節(jié)能控制應(yīng)用中占領(lǐng)主導(dǎo)地位，進(jìn)一步滿足礦山企業(yè)對機(jī)電設(shè)備的需求，同時(shí)在節(jié)能方面也有了相應(yīng)的改善。近年來，礦山企業(yè)對礦山機(jī)電自動(dòng)化要求越來越高，傳統(tǒng)繼電器在礦山機(jī)電控制中應(yīng)用已難以適應(yīng)現(xiàn)代化需求，PLC作為重要的自動(dòng)化控制器，其采取的是模塊化的組織結(jié)構(gòu)，有著十分靈便的系統(tǒng)組合，并具備較高可靠性、較強(qiáng)抗干擾性、較好柔性、可在線修改、簡易編程語言、方便、普及等諸多優(yōu)點(diǎn)。PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中應(yīng)用可有效提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)其各方面的工作效果。

如圖1所示，程序的設(shè)計(jì)內(nèi)容非常簡單，具有很高的實(shí)用性，抗干擾的性能很高。此類優(yōu)勢通常更方便提升PLC技術(shù)與礦山生產(chǎn)控制系統(tǒng)的匹配性，可以使得此類技術(shù)全面取代傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的控制方法，有助于合理推廣相關(guān)技術(shù)。

圖1 PLC技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

礦山機(jī)電設(shè)備合理使用先進(jìn)的PLC技術(shù)，可以更好地完成控制任務(wù)，與傳統(tǒng)的繼電器控制機(jī)械設(shè)備相較，程序非常復(fù)雜，工作的原理就是將各種機(jī)械設(shè)備相互銜接，利用串聯(lián)法或是并聯(lián)法實(shí)現(xiàn)有效控制的目的，操作方式十分煩瑣。然而，PLC技術(shù)應(yīng)用具有一定的優(yōu)越性，可以促使節(jié)能工作的合理實(shí)施[1]。

2 煤礦機(jī)電節(jié)能控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

相關(guān)繼電器控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行期間，所采用的設(shè)備一般是繼電器設(shè)備，可以結(jié)合已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的電氣控制圖，利用人工布線方法、焊接操作形式、固定操作形式等，組裝各種機(jī)電設(shè)備，此類流程的應(yīng)用不僅會(huì)耗費(fèi)很多人力資源，還會(huì)引發(fā)能源消耗問題。使用PLC技術(shù)方式對其進(jìn)行改造，與傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)相較，主要在存儲(chǔ)器設(shè)備中合理進(jìn)行機(jī)電設(shè)備控制，如果需要改進(jìn)功能，只針對程序與部分接線進(jìn)行修改，利用軟件的合理改進(jìn)與創(chuàng)新，能夠?qū)崿F(xiàn)各種控制目標(biāo)。在煤礦機(jī)電設(shè)備節(jié)能控制環(huán)節(jié)，PLC技術(shù)具有靈活性與通用性，結(jié)構(gòu)形式具有多元化的優(yōu)勢，有助于在各個(gè)規(guī)模與環(huán)境下實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化控制目的，節(jié)約人力資源與其他能源的消耗量，達(dá)到良好的工作目標(biāo)[2]。

3 PLC技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備節(jié)能控制中的應(yīng)用建議

3.1 空氣壓縮機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用

礦山機(jī)電設(shè)備領(lǐng)域，空氣壓縮機(jī)設(shè)備的運(yùn)行原理就是利用單片機(jī)設(shè)備、工業(yè)控制機(jī)設(shè)備作為主體，它屬于核心的氣源裝置設(shè)備。實(shí)際生產(chǎn)期間，空氣壓縮機(jī)設(shè)備主要利用設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)形式，將各種機(jī)械能轉(zhuǎn)變成為氣體的動(dòng)能，可以為礦山開采與其他操作提供動(dòng)力支持。隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)繼電器控制運(yùn)行中的空氣壓縮機(jī)設(shè)備已經(jīng)開始退出相關(guān)領(lǐng)域，PLC技術(shù)能夠解決傳統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行問題，從根本上降低故障問題的發(fā)生率，提升節(jié)能性能，促使各種機(jī)電設(shè)備良好運(yùn)作[3]。

3.2 老式提升機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用

老式提升機(jī)設(shè)備可以使用先進(jìn)的PLC技術(shù)，人們可以利用繼電器與PLC控制技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)的設(shè)備，保持原來的主電機(jī)設(shè)備與機(jī)械動(dòng)力設(shè)備，在改變原來供電器設(shè)備的情況下，合理應(yīng)用數(shù)據(jù)控制類型的大功率晶閘管變流器設(shè)備[4]。如表1所示，在改進(jìn)的過程中，應(yīng)遵循具體的原則要求，以更好地完成相關(guān)礦山機(jī)電設(shè)備的節(jié)能控制目標(biāo)。

3.3 井下風(fēng)門設(shè)備中的使用

考察礦山井下設(shè)備，人們可以發(fā)現(xiàn)，以往的井下風(fēng)門設(shè)備均是通過人工手動(dòng)開啟與關(guān)閉，工作環(huán)境非常艱苦，風(fēng)壓很大，難以自動(dòng)化地完成相關(guān)工作，甚至還會(huì)影響各方面工作的落實(shí)[5]。人們應(yīng)該結(jié)合風(fēng)門的面積開展改進(jìn)工作，削弱原來的風(fēng)門開啟壓力，改進(jìn)相關(guān)設(shè)備的面積，以確保設(shè)備的應(yīng)用年限符合要求，降低生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。

3.4 下運(yùn)膠帶機(jī)的改造

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，礦山企業(yè)已經(jīng)開始在下運(yùn)膠帶機(jī)設(shè)備中使用PLC技術(shù)，下運(yùn)膠帶機(jī)系統(tǒng)配備了KZP系列盤式可控制動(dòng)裝置設(shè)備，通過合理應(yīng)用PLC系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)軟制動(dòng)的最終目標(biāo)。使用KZP制動(dòng)裝置時(shí)，人們可以利用閘瓦設(shè)備、制動(dòng)盤設(shè)備的相互摩擦，應(yīng)用動(dòng)力矩技術(shù)，利用閘瓦調(diào)節(jié)制動(dòng)力，控制制動(dòng)盤的正壓力。在使用盤式可控制動(dòng)裝置時(shí)，人們應(yīng)結(jié)合設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)與規(guī)律，正確進(jìn)行布置處理。通常，為了確保機(jī)械設(shè)備合理運(yùn)行，應(yīng)保證油壓的正壓力最大值為0。其間，制動(dòng)閘設(shè)備要處于松閘狀態(tài)，閘瓦設(shè)備與制動(dòng)盤設(shè)備的間隙在1.0～1.4 mm。在對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，電液控制系統(tǒng)可以結(jié)合具體的控制命令，利用自動(dòng)降低油壓的方式，達(dá)到預(yù)期的制動(dòng)目標(biāo)。

表1 傳統(tǒng)設(shè)備的改進(jìn)

3.5 級別狀態(tài)的監(jiān)控

人們可以針對預(yù)先鋪設(shè)的傳感器信號進(jìn)行動(dòng)態(tài)化采集處理，使用CPU合理進(jìn)行信號數(shù)據(jù)信息預(yù)處理和分析管理，并使用專業(yè)數(shù)據(jù)顯示儀設(shè)備顯示具體的分析結(jié)果，以獲取最終的工作狀態(tài)數(shù)值與參數(shù)信息，對不同級別的信息進(jìn)行差異性的監(jiān)督控制。另外，使用PLC技術(shù)能夠減少壓縮機(jī)控制器設(shè)備的更換次數(shù)與頻率，提升其經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備的節(jié)能管理與使用。

4 結(jié)語

在礦山機(jī)電節(jié)能控制的過程中，使用PLC技術(shù)有助于降低能源的消耗量，減少人工操作環(huán)節(jié)，提升設(shè)備的運(yùn)行效益。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電節(jié)能控制的目的，提升機(jī)設(shè)備與其他設(shè)備要合理使用先進(jìn)的PLC技術(shù)，充分發(fā)揮該技術(shù)的節(jié)能優(yōu)勢，進(jìn)行嚴(yán)格管理，提升自動(dòng)化管理水平，降低能源消耗，達(dá)到預(yù)期的管控目標(biāo)。