PLC 技術在礦山機電自動化控制中的應用研究

馮玉龍

（內蒙古金陶股份有限公司，內蒙古赤峰 024327）

在礦山開采的過程中，需要應用到許多機電設備，那么該如何努力提升機電設備的運轉效率，實現設備的自動化和智能化控制，是當前礦山領域的重要研究內容。隨著近些年我國科學技術水平的不斷提升，礦山機電設備的智能化水平與自動化水平也有了顯著提升，PLC技術已經被廣泛的應用到礦山開采工業當中，逐漸代替了傳統的繼電器控制技術，并且PLC技術為礦山開采領域所帶來的良好經濟效益為這一技術的廣泛應用提供了更大的優勢。PLC技術本身具備的靈便性和超強的控制系統，它擁有著超強的抗干擾功能和可靠性以及廣泛適用性，并且還具備線上編改和編程語言簡單的特點。將其應用到礦山開采工作中能夠對礦山機電進行自動化控制，更好地完善機電控制系統，是提高礦山開展工作效率，促進礦山開采領域發展的重要技術。

1 PLC技術

實際上，PLC技術在不同領域中的應用可以表現出不同方面的內容。本文深入研究的礦山開采領域中，應用的PLC技術便是一種數字操作系統，是編程工業環境的邏輯控制器。應用PLC技術的主要表現是可編程儲存，它可以儲存包括算數和定時以及排序等一系列指令。在接收到指令之后，還可以通過各種方式來控制輸入與輸出，從而達到不同程序的不同控制效果。并且PLC技術還可以和多種系統進行有效結合，在應用操作的過程中，還擁有良好的抗干擾能力，為數據傳輸提供靈活方便功能與可靠性等優點。在現如今的采礦行業中，由于機械設備的眾多，為了能夠提升機械設備的運轉效率，就需要做好機械設備的數據化管理，而將PLC技術應用到礦山機電的控制管理當中能夠達到無可替代的重要作用。在以往的采礦工作中，主要應用繼電器控制設備，通過主應用程序對多個硬件設備進行連接。這一控制設備在應用的過程中有著較大的缺點，即連接比較復雜，并且需要很多電線，設備的應用也比較復雜，不僅占用大量空間還會占用大量的工作時間。與此同時，過多的接觸數量也會增加設備功耗，整個設備系統在完成之后也很難重建。當后期運轉時如果碰到需要調試和修改的地方，就須修改或者調試管理系統，在調試或修整的過程中，十分耗費時間。在實際操作過程中，機械設備與此設備接觸的過多，便會給設備帶來更多的不穩定性。每一次的打開和關閉都會不可避免的帶來摩擦和接觸，這對機械設備的使用壽命都有著直接影響，容易導致機械設備的過早老化。從這個角度上來說，將傳統的機電設備和現代PLC技術進行有機結合，可提升機械設備的系統控制水平，推動礦山開采領域的進一步發展。

2 PLC技術在礦山機電自動化控制中的應用

2.1 井下風門自動啟閉的改造

在實際礦山生產過程中，井下風門的開啟或閉合都是需要人工操作來完成的，所采用的控制方式也是以人為控制為主。而這種依靠人工的運行方式很容易造成封門開啟和閉合操作的困難，長久人工操作還會給風門帶來嚴重的損害問題。而PLC技術的應用能夠有效解決這一問題，通過設置紅外感應裝置，可以靈敏地對進入或駛出車輛進行紅外感應檢測，不需要人工去啟閉風門。并且應用PLC技術還可以實現風門啟閉的自動化控制。當有車通過時，風門便可以自動打開，在車輛進入之后再自動閉合，這樣以來能夠有效提升工作效率，減少一定的生產成本。將PLC技術應用到封門的自動化控制當中，要設置好特定程序，確保窗戶是打開的狀態開啟風門，由于封門本身的面積比較大，其兩側的壓力值也比較大，為了能夠有效減少開啟封門過程中給兩側帶來的不穩定壓差問題，就需要設置一個面積比較小的窗戶，來確保風門兩側壓差的平衡。

2.2 PLC技術在螺桿空壓機中的應用

在礦山機電的控制方面，由于傳統空壓機的性能比較差，將PLC技術引用到螺桿式空壓機當中能夠有效提高空壓機的使用性與可靠性，從而可以代替傳統的空壓機，并且被廣泛地應用到礦山開采領域當中。螺桿式空壓機在運行的過程中主要有著吸氣、輸送和壓縮以及排氣這四個環節。這一機械設備的應用原理主要是螺桿內部旋轉時，可和殼體的齒相嚙合，將油和空氣吸入壓縮機當中，在齒槽嚙合進行連續旋轉的情況下，可將密封吸入的油和空氣輸送到排氣口。在齒槽嚙合表面不斷變小，空氣和油都會被壓縮。在齒槽嚙合面經過旋轉到達排氣口時，空氣和油都會被壓縮到機外。為了能夠對壓縮機達到有效的控制，就需要控制好螺桿的轉速，這就需要在螺桿壓縮機中安裝逆變器。在排氣量超出正常范圍時，逆變器必須要發揮出控制螺桿轉速的作用，使排氣量能夠恢復正常范圍，起到穩定排氣壓力和節能的作用。

2.3 實現了井下阻尼器的自動開啟和關閉

在實際的采礦過程中，地下減震器的打開和關閉都是需要人工手動控制到。但實際上井下阻尼的壓力增加了工作人員的控制困難。由這可以看出，手動控制地下減震器是十分不便的，還容易造成損害減震器設備的問題。這時就需要應用PLC技術來解決這一問題。利用紅外傳感器，可以靈敏地察覺到車輛的通過，這時就不需要人工手動的去控制減震器的開關，可以通過編程控制器對阻尼器進行開關的自動控制。將減震器的控制裝置科學適當的安裝在入口處和出口處，能夠為過往車輛提供高安全性與可靠性。當車輛經過時，減震器便可以自動開啟；當車輛進入后，減震器便能夠自動關閉，這樣一來，能夠大大減少運營成本和投資資金。與此同時還需要注意的是，減震器開啟時要先打開窗戶，然后再開門。減少壓差給阻尼器帶來的不穩定和不安全因素，通過安裝小窗口來平衡雙方的壓力差，提升減震器本身的可靠性與安全性，及時降低減震器在開啟時帶來的壓力，也能夠更容易的打開，來避免對減震器的傷害，延長其使用壽命。在減震器開啟時，信號便可以通過電磁閥傳輸到小窗口，電磁閥在接收到供氣系統信號后，便可以產生活塞移動，來推動小窗口的打開。

2.4 PLC技術在空壓機組微機監控系統中的應用

空氣機在礦井的生產運轉中是十分重要的機械設備之一。在對空氣家進行控制管理的過程中，主要應用繼電器進行控制管理，然而，傳統繼電器的應用并不能達到應有的控制要求與保護水平，這就會造成修理費用增加等一系列問題。并且這一控制系統的應用并不能很好的適應礦山的生產環境，無法在礦井中長期應用，并且會嚴重影響設備的使用壽命。而空氣機組作為一種微機監控系統，可以通過采集現場信號動態的實現斷水裝置和壓力變送器和溫度變送器的控制應用。并且中央處理器能夠科學的對可編程控制器的信息進行科學處理，發揮出集中控制和監測以及強制保護的作用。

2.5 傳統提升機的改造

在當前我國還有許多礦山開采工作仍然應用著老式的提升機，為了更好地滿足現代化發展的需求，就需要應用PLC技術升級老式提升機，這不僅能夠保留老式提升機的支流主電機，還能夠有效提升老式提升機的工作效率，提升自動化控制水平。首先，需要整體搬離老式提升機的原有操作臺，為新操作臺留出安裝空間，這能夠在不影響原有設備正常工作的基礎上展開的最小改動。搬離的舊操作臺還可以應用到其他儀器設備上，最大限度的進行回收利用；其次，可以通過在老式提升機上安裝轉換刀閘，實現多個控制系統的順利轉換，來提升老式提升機的運轉效率。通過在潤滑油泵上裝置多路航空式插頭，也能夠促進新老系統之間的順利轉換。最后，應用PLC技術去升級改造老式提升機，還能夠減少調試工作量，提升老是提升機的應用效率。

2.6 運膠帶機的優化

在當前階段，kzp系列盤式是礦山機電控制當中應用頻率比較高的控制動裝置，這一裝置主要由電控系統和制動系統以及液壓站系統構成的。kzp系列盤式可控制裝置基本上是借助電動機的輸出軸與輸送帶上的速度傳感器，去實現采集膠帶運行環節中多樣化數據信息的目標，繼而在顯示器裝備的協助下，將數據呈現出來。在PLC技術協助下的運膠帶機的改造工作，一旦存在被監測的數據遠遠高于其在理想狀態上規定的數值的情況，可編程控制器就會及時地將自體實效性發揮出來，通過降低數值來提升整體系統的穩定性，來實現控制系統的管控力度。對礦山機電設備的運膠帶機進行改造時，應用PLC技術能夠大大減緩膠帶的運轉速度，并且還可以通過實時監測來發揮出控制監管的作用。

3 結束語

綜上所述，在礦山機電的控制系統中，應用PLC技術能夠起到優良的控制作用，將其廣泛地應用到礦山生產的多個環節中，能夠發揮出更好的社會效益與經濟效益。PLC技術的應用能夠提升礦山作業的準確性與安全性，最大程度上降低經營成本，提升開采工作的質量與效率。由此可見，相關工作人員必須要重視PLC，技術在礦山開采領域中的應用與發展，通過不斷提升應用技術和優化應用環節，做好完善和創新工作，來努力為企業和社會提供更多的經濟效益。