探討plc在煤礦電氣自動化過程中的應用

梁超

摘? 要：眾所周知，煤炭資源是我國的重要資源，為滿足新形勢下對煤炭資源的需求，需不斷完善生產設備和生產技術。PLC 技術的應用，提升了煤礦電氣自動化的生產水平，解決了傳統電氣生產中能耗高、可靠性低等問題，促進了煤礦行業的協調發展。

關鍵詞：PLC;煤礦;電氣自動化

引言

由于煤礦現代化進程的不斷深入，在煤礦開采過程之中，對各項設備的要求越來越高，現階段，大部分的煤礦生產流程越來越完善，為了進一步提升煤礦電氣控制水平，合理運用PLC控制技術至關重要，鑒于此，本文重點研究PLC控制技術在煤礦電氣控制當中的整合應用要點。

1 PLC 概述

PLC控制器是多個模塊共同構成的，主要有存儲器，通信模塊等，用戶可以依照需求的不同，進行簡單的編程，與此同時，PLC具有很多接口，可以很好的與外部進行通訊，另外還有很多 10 口，可以把產生的信號向外輸出，與此同時 PLC技術具有靈活多變等諸多優點，工作人員能夠對 PLC設備進行很好的使用，對電氣自動化設備進行控制，在這種技術應用的時候，能夠大幅度減少人力資源的消耗，少數人員就可以對自動化控制系統進行操作，PLC的抗干擾能力很強。

2礦山電氣控制中運用PLC控制技術的重要意義分析

PLC控制技術，又被稱作電子控制系統數字操作控制，主要運用良好的編程方式完成相應控制，在煤礦電氣控制系統當中，通過運用PLC控制技術，編程所產生的程序，能夠保證煤礦電氣設備得到更好的管控。與常規的煤礦電氣控制技術相比較來說，PLC控制技術的優勢特別顯著，具體體現在以下幾方面：第一，具有較為顯著的擴展性，能夠更加準確的進行系統擴建，而且操作過程較為便捷，系統維護難度較低。第二，PLC控制系統中的各項設備終端接線能夠實現可拆卸，在帶電狀態之下，操作人員仍然能夠將不同的部件插拔。第三，供電模式較為穩定。PLC控制技術主要運用UPS供電系統進行供電，能夠避免系統突然斷電而產生的數據丟失現象的發生。

3在煤礦中的具體應用

3.1在排水系統中的應用

煤礦井下排水設備的運行直接關系整個工作面的安全生產，如果不能做好排水設備的設置，將嚴重影響礦井工作的正常進行，甚至造成人員傷亡。事實上，井下排水設備是煤礦生產中能耗最為集中的設備，傳統的排水自動化水平較低，而且不能及時地響應系統，不能完全適應工作面對生產安全的需求。因此，相關研究中提出應用 PLC 技術實現工作面與井下探水系統相互適應，相互配合，保障安全生產的子路。通過對 PLC 技術的應用，使整個系統能通過 3 種方式進行控制，與排水系統現場契合。

3.2在井下風門中的應用

通常情況下，礦山風門兩側空氣會形成一定的壓力差，礦山的風門面積比較大，如果要將風門打開，需要40kg壓力。若礦山風門處在打開狀態，壓力差能夠減小大約5kg，風門的打開難度增大。研究人員經過認真研究發現，利用氣缸的傳動來帶動風門，能夠有效避免上述現象的發生。利用氣缸傳動，有效帶動風門，重點利用小風窗來帶動風門，保證風門得到更好的開啟。但是，因為礦井風門的開啟條件不同，存在較大差異，例如，當礦井當中采用電動風門，能夠有效降低礦井風門的開啟難度。將PLC技術運用到礦井下風門當中，形成良好的電動風門，能夠保證礦井下風門開啟難度不斷下降。電動風門的運行原理如下：電力控制系統會發出相應的控制信號，電磁閥接收到控制信號之后，能夠帶動油缸開展活塞運動，將礦井下風門有效打開。當風門開啟角度達到90°，電磁閥會立即停止工作，礦井下風門不會再次開啟，作業人員方可順利的進出風門。在風門關閉環節，控制系統會傳輸良好的關閉控制信號，電磁閥接收到相應的信號之后，能夠開展相應的運動，帶動油缸進行運動，風門能夠在規定的時間內關閉。

3.3在皮帶運輸機中的應用

PLC 系統采取自動化操作方式，在組態軟件和PLC程序共同作用下，工作人員可通過遠程操作指揮設備啟停。系統轉變為自動控制模式，根據程序設定的啟停完成控制，同時分析數據信號的運算采集，根據分析結果完成報警等功能。如皮帶運輸機發生故障，系統可發出警報信號，并自動停機，組態系統可保存故障相關數據，以便維修時使用，緊急時刻組態系統可關閉全部設備的運行。此外系統支持手動操作方式，工作人員可隨時啟用手動操作，操作任一設備，系統根據操作指令完成運輸工作。

3.4在提升機中的應用

PLC 控制系統在對整個提升機中的應用，就是大功率晶閘管變流器組合，對原有的繼電器進行取代，實現提升機自動化的功能。主要操作包含：原有的直流主電機和一些提升的機械還可以保留，為老舊提升機運行做出保證，除去原來的工作臺，設立新工作臺，對電樞回路進行相應的調整和改進，增加相應的轉換刀閘。一些老舊系統在對轉換刀閘進行聯合作用時會對新舊系統的轉換工作進行相應的控制，在新舊系統進行切換時是由多路航空插頭完成的，其次對提升機制動系統潤滑油泵的控制工作有效完成，新系統在進行調試的階段穩定性能相對較差，因此，為了對生產進行相應的保證，需要對整個新舊系統進行相應的輔助，在一定條件下可以將舊設備留下永久使用。在改造安裝進行調試工作時，需要根據未來維護人員進行負責，需要相關人員的全過程參與，更好實現整個質量的良好控制，在安裝過程中需要進行相應的電路控制和檢測。特別是對井筒部分的開關、行程和不同位置的機械制動系統進行有效運行，在保證工程質量的基礎上，對整個新系統的調試周期進行有效縮短。對傳感器的檢測和校對需要以在線送電的方式進行檢測，要對各個測量的參數和系統的實際作出保證，對舊系統進行提升的時候，需要對各個部分的運行過程進行相應的檢測，更好實現無誤一次切換。舊系統在 PLC 控制的過程中實現了對系統卸載的在線有效調試，還能更好地對整個系統的信號系統進行良好的控制，降低了全面調試的工作量。對系統的動態參數進行了相應的確定，根據相應的參數對整個系統的空載和重載進行一定的測試，保證實驗傳統的回路中閉環系統的穩定程度在標準水平之內。

3.5空氣壓縮機設備中的應用

作為煤礦開采的主要機電設備，空氣壓縮機在對煤礦自動化生產、開采中發揮著巨大的作用。但過去十幾年力，空氣壓縮機主要采用繼電系統技術作為操控系統，無法發揮維護及檢測其他機電設備的功能，導致企業在礦山開采作業過程中，發生機電設備損壞、故障的情況時，不能及時做出反應，從而導致大量煤礦事故的發生，威脅著煤礦工作者的生命安全。因此將 PLC 超控系統應用與壓縮機設備中，采用計算機群組的方式，實現對作業現場狀況的實施監控，一旦出現故障，系統可及時對存在故障的機電設備下達數字指令，通過調度其他設備的形式，達到維修設備的目的。與繼電技術相比，PLC 控制技術能夠更加有效地對繼電設備進行監控、維護及維修，從礦山開采作業角度分析，PLC 技術能夠及時有效發現隱患、處理隱患，從而減少礦山開采事故的發生。有利于礦山工作者將精力集中于日常的工作中，直接提升了企業的生產效率。不過，由于礦山作業環境的復雜性、惡劣性，PLC 系統也存在著明顯的不足。在故障報警、設備輸入信號以及抗干擾等方面存在的瑕疵，進而降低了 PLC 系統的可靠性。

結語

煤礦自動化生產中，PLC 技術不僅表現出了良好的經濟性能，而且具備較高的可靠度。PLC 技術在煤炭提升機、運輸機、排水泵及設備集中控制等方面應用效果良好，提升了安全生產效率，降低了設備維護費用，提高了經濟效益。隨著科技的不斷發展，PLC 技術將廣泛應用于煤礦自動化生產。

參考文獻

[1]? 李明子. 礦山電氣中 PLC 控制技術的應用[J]. 硅谷，2014，7（23）：88 +92.