PLC技術在礦山機電節能控制中的應用研究

摘 要：隨著我國的社會經濟進步和科學技術的快速發展，在礦山企業的運行過程中，對于機電技術的應用變得更加廣泛，能夠為企業的運行和生產帶來重要的輔助作用。但是從目前的情況來看，機電技術運用的過程中常常會出現能耗過度的問題，從而對生態環保造成一定的負面影響，所以在應對PLC技術進行積極且合理的應用，從而達到能源節約的效果。本文首先對于什么是PLC技術進行了簡介，同時對于該技術的優勢和特點進行了分析，從而對于礦山機電的節能控制工作中對于PLC技術的應用進行了探討，最后對于礦山機電對PLC技術應用過程中存在的問題和解決方法進行研究，希望通過本文，能夠為礦山機電中PLC技術的應用提供一些參考和幫助。

關鍵詞：PLC技術;礦山機電;節能控制

0 引言

隨著我國社會經濟的逐步發展，對于資源也有了比以往更多的需求，在這樣的情況下，想要切實提升礦山企業的生產效率，并降低在這個過程中消耗的成本和能源，更多的礦山企業開始大量的應用機電自動化技術，而在該技術當中PLC技術是其中的主要內容，通過使用PLC技術能夠實現對機電裝置的合理控制，并提供更加智能化的操作，從而大幅度的增強了礦山生產的效率和安全，所以通過將PLC技術應用在礦山機電技術中，能夠在提升工作效率的同時，盡可能的避免安全問題的出現。

1 什么是PLC技術

從目前的情況來看，我國對于PLC技術并未擁有十分明確的定義，如果按照礦山企業的生產特征那么可將其作為一種可以進行編程的邏輯控制技術。PLC即為編程邏輯控制裝置，其中的結構主要包括了電源、CPU、編程設備、輸入裝置和輸出裝置以及儲存裝置等等，這一設備的本質是能夠進行編程的儲存設備，可以實現對數據信息的編程和運算，然后將指令傳輸給設備，以達到反饋的效果，接著將反饋內容傳遞給機械裝置。在該技術當中，通過運用計時、算數以及邏輯控制等命令來實現對礦山中的機電裝置進行合理的協調，從而大幅度的提升了各個機電裝置的工作效率，因為該技術有著多種不同的組合方式，無需進行過多的人工操作，所以在進行生產的過程中能夠最大限度的保證機電設備的安全性。近些年來我國的數控技術獲得了飛速的發展，在不同的工業生產領域當中，對于PLC技術的理解也各有不同，礦山企業在進行生產的過程中需要進行機電裝置的節能以達到節約成本的效果，在這個過程中通過運用PLC技術來實現計算、運算以及順序控制等方面的目標，也就是說，該技術屬于先進的控制裝置，這種技術的應用能夠按照指令來完成終端的輸出和輸入，在機電裝置的運行控制中，必須確保生產的過程具有自身的特點。隨著我國煤礦產業的發展，市場中的競爭態勢愈發激烈，所以要求礦山企業能夠進一步的提升自身的機電控制水平，這也使得機電設備的智能化發展成為了這一行業領域中的主導一方。PLC技術的出現是以計算機為基礎，這種新的技術已經逐漸在礦山企業機電設備節能工序中發揮出十分重要的作用，達到了礦山企業對于機電設備節能的需求。近些年來，礦山企業對于機電自動化有了更高的要求，以往所采用的機電裝置已經無法滿足當前礦山企業的生產要求，在新的技術當中PLC作為重要的自動化控制裝置，所采用的是模塊組織結構，有著非常靈活的系統類型，且有著更強的抗干擾能力和可靠性，在進行語言編程的過程中也非常的簡單和方便，非常容易進行普及。通過采用PLC技術不但能夠提升礦山企業中的各方面工作效率，同時也能夠為企業帶來更多的效益，以往的控制裝置過于復雜，采用的是設備相互串聯或者并聯的方式來實現設備的控制，整個操作過程非常繁瑣，但通過運用PLC技術則能夠合理的實現設備的節能。

2 PLC技術的特點分析

（1）節能降耗。近些年來，生態環保和節能降耗已經成為了社會當中的一個重要的主題，在礦山企業的生產過程中通過運用PLC技術來實現節能的效果，能夠有效的提升礦山企業的社會形象，相比于以往的控制方式，PLC技術能夠有效的降低能耗，并有著良好的持續性，所以在礦山企業的生產中通過運用PLC技術能夠幫助其中的機電設備達到節能的效果，從而對礦山企業的成本進行有效的控制。與以往的控制裝置相比，PLC技術中的電路板非常小，無需過于復雜或者龐大的線路，在實際的應用過程中只需要連接控制端口，即可進行程序設計，從而完成機電控制的目的。

（2）穩定可靠。一般來說在PLC電路當中，通常采用的電路設計方式包括了急停式電路和震蕩式電路，從而有效的應付可能出現的突發情況，從而避免出現電路信號問題，這實際上是對電路的一種有效的保護，所以PLC技術應用在礦山企業的機電技術當中，能夠大幅度的提升整個系統的穩定程度，從而避免問題的出現，增強整個系統的工作效率。因為礦產企業在日常的生產工作中可能會面臨著一些的危險，例如礦體結構問題和設備失控問題等等，這些問題不但會導致生產工作無法繼續進行，同時也可能會對工作人員造成危險。通過在礦山機電技術中引用PLC技術，能夠大幅度的增強設備控制的穩定程度，因為在這項技術的應用過程中采用的是先進工藝，所以通過急停或者震蕩電路設計能夠避免受到干擾的影響，并且其中包含了機電監控裝置能夠對機電設備的運行進行有效的監控。以往所采用的電路控制裝置需要在更新的過程中進行相應的檢查，這需要花費大量的物力人力以及時間，同時也需要檢查人員面臨一定的危險隱患，通過PLC技術的應用，秩序通過控制臺系統來進行更新即可完成這項任務，從而對交接部分的情況進行改進，達到整體系統控制更新的效果。

（3）實用功能。在以往所采用的礦產機電技術當中，會在礦井中安裝風門，風門的開關需要通過人工來進行操作，這樣才能夠發揮出其應有的作用，在這個過程中，工作人員需要與風門進行近距離的接觸才能夠對其進行操控，這需要面臨一定的危險，如果發生失誤的情況可能會對工作人員造成危害。如果使用PLC技術則能夠實現這個操作過程的自動化，達到風門控制自動化的效果。同時，相比于傳統的控制模式，PLC技術的功能更加的實用，能夠實現對機電裝置數據的運算，從而實現高精度的控制工作，同時也能夠完成對設備的故障、溫濕度以及位置和運行等方面的控制，有效減少工作人員的工作量，同時也避免了工作人員所面臨的風險。

3 礦山機電節能控制過程中對于PLC技術的應用

（1）膠帶機。在礦山企業的機電系統當中運用PLC技術，能夠大幅度的降低整個生產過程對于工作人員的依賴，并且提升了整個生產過程的質量和效率，想要達到這一效果就需要實現機電一體化。在礦山企業的機電技術應用過程中，通過采用KZP盤式能夠實現對制動系統的控制，從而實現對整個系統的監督和控制，并且能夠在這個過程中通過數據的方式來體現出設備應用情況，從而對體系進行有效的監控，進而按照設定的數值來將指令發送出去。例如在數據檢測的過程中，當這一數值要比設定的數值更高時，就會發出指令來降低電流，最終達到減速膠帶的效果。一旦發現檢測數據要比設定的數值小，那么通過運用PLC技術就能夠增大電流，從而使得膠帶的速度增加，確保運送裝置能夠保證穩定的運行。

（2）風門。在進行風門的開關時，通過運用PLC技術能夠實現這個過程的自動化，以往所采用的風門開關方式是由工作人員來進行操作，這個過程不但需要一定的專業水平，同時也需要面臨一定的風險，如果工作人員在操作的過程中出現了問題，那么可能損壞風門，增加礦山企業的運行成本。通過在風門操作過程中運用PLC技術，能夠達到風門的自動化控制效果，能夠進一步的增強風門控制效率，避免出現風門損壞的情況。從目前的情況來看，很多礦山企業在井下風門處都設置了自動化控制系統，從而為整個過程的安全穩定運行帶來了重要保障。

（3）螺桿空壓機。在礦山企業的生產過程中運用機電技術，以往所采用的空壓設備性能并不強，當在螺桿空壓設備中應用PLC技術之后，大幅度的提升了其所具有的實用性和可靠性，這種新型的空壓設備逐漸受到了廣泛的認可，從而替代了原有的空壓設備。螺桿空壓設備的運行程序包括了排氣、吸氣、運輸、壓縮和密封等，其主要的原理是當空壓設備中的螺桿運行時，其中的齒溝會進行嚙合，這時機油和空氣會進入到空壓設備當中。當嚙合面進行轉動時，空壓設備會將進入到其中的機油和空氣通過密封和運輸的方式來傳輸到排氣口中，因為嚙合面會逐漸的減小，且機油受到了壓縮，從而將其排出到空壓設備外部。為了能夠對這個過程進行有效的控制，需要控制螺桿的運行速度，通過在其中安裝變頻裝置能夠實現對排氣的控制，當排氣量過高則會通過變頻裝置控制螺桿運行速度，從而降低排氣量，以達到穩定排氣壓力的效果。

（4）系統改造。在礦山企業進行井下作業的過程中，會應用到多種類型的機電裝置，通過在這個過程中運用PLC技術，能夠大幅度的提升這些機電裝置的運行效率以及可靠性，以往的控制模式耗能過高，隨著近些年來PLC技術的逐步發展，在礦山企業中能夠進行編程的控制裝置和變頻裝置得到了更加廣泛的應用。在對其進行改造時，需要對操作平臺進行拆卸，然后將新的安裝到其中。同時，要進行轉換裝置的安裝，確保以往的系統即便在改造的過程中仍然能夠保持穩定的運行。另外，為了能夠確保礦山企業生產的穩定，要在改造前做好系統的調試過程，這需要由專門的工作人員來負責調試和安裝。

4 礦山機電應用PLC技術時存在的問題和應對措施

（1）存在問題。當前我國社會的經濟發展速度飛快，且對資源也有了非常大的需求，大部分企業都正處于開采的過程中，為了減少成本通常生產企業會采用控制電路的方式，但這種方式在生產中會消耗掉大量的能源，雖然這些年對于PLC技術應用的逐步廣泛，但因為發展的時間較晚，且積累的經驗不足，再加上相關的設備十分昂貴，所以對于PLC技術的應用水平仍然比發達國家有著不小的差距。因為制造工藝存在的差距，我國當前所研發的PLC技術仍然遠遠不如發達國家的產品，所以一般在礦山企業中所應用的PLC技術都是引進自國外，小型的企業仍然在采用傳統的控制裝置，一旦PLC技術出現了問題或者故障，那么很難對其進行維修，只能進行更換。

（2）應對措施。科技是我國最為重要的生產力，所以需要企業、政府和高校這三個方面做好聯合工作，由政府方面帶來政策上的引導，由企業方面提供必要的資金，而高校方面則主要負責對PLC技術進行研發，并將研發的成果分享給更多高校中的電氣控制專業，實現對我國PLC技術理論的有效完善。通過對實驗室進行研究和應用，能夠將所獲得的知識應用到模擬機電裝置當中，從而實現PLC技術的自主開發，這對于生產方是非常大的激勵，非常有利于提升我國的PLC 技術產品質量。除此之外，相關單位也要對中小型企業進行必要的幫助，協助他們完成對PLC技術產品的安裝，從而達到節約資源的目的，同時也提升了這些企業的工作質量和效率，防止安全問題的發生。

5 結束語

隨著近些年來我國的科技和經濟發展，在各個領域中都對自動化技術進行了普及應用，該技術有著便捷、簡單和穩定性強的優勢，能夠應用在復雜的環境當中，所以將其應用在礦產資源生產中，能夠提升資源的開采效率，從而推動該行業的良好發展。

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作者簡介：張樹軍（1984-），男，遼寧凌源人，本科，助理工程師，研究方向：礦山機電與環境治理。