plc在煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)中的邏輯控制作用

黃傳升

摘要：本文概述了PLC技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)自控系統(tǒng)中應(yīng)用的意義，概述了PLC技術(shù)的工作原理，確定了基于PLC的煤礦通風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理并展開(kāi)作了詳細(xì)的闡述。本來(lái)意在為PLC技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)自控系統(tǒng)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)，提高煤礦開(kāi)采的自動(dòng)化水平和安全可靠性。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)

引言

我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量豐富，但隨著煤炭開(kāi)采的持續(xù)進(jìn)行，開(kāi)采深度也在逐漸增大。隨著煤炭開(kāi)采深度與開(kāi)采強(qiáng)度的增加，以及開(kāi)采自動(dòng)化程度的提高，礦井內(nèi)的瓦斯含量、壓力與涌出量越來(lái)越大，這勢(shì)必會(huì)延長(zhǎng)礦井的通風(fēng)線(xiàn)路，加大通風(fēng)阻力，同時(shí)，礦井及采區(qū)所需風(fēng)量也大幅提高，所以，礦井通風(fēng)系統(tǒng)也需要更新?lián)Q代，否則，便不能滿(mǎn)足礦并通風(fēng)能力的需要，自然也會(huì)影響到煤礦的安全生產(chǎn)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的重要組成部分，在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中引入PLC可編程自動(dòng)化控制技術(shù)，可以更有效地監(jiān)控礦井通風(fēng)情況，并做出準(zhǔn)確、及時(shí)的調(diào)整，為預(yù)防、降低瓦斯爆炸等事故的發(fā)生，提供卓有成效的安全保障。在這種形勢(shì)下，礦井通風(fēng)系統(tǒng)引入PLC可編程控制技術(shù)，以礦井氣壓壓力和瓦斯?jié)舛葹橹骺貐?shù)，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度和工作過(guò)程進(jìn)行有效控制，使礦井通風(fēng)機(jī)達(dá)到高效通風(fēng)、安全通風(fēng)、節(jié)能通風(fēng)的目的，而且PLC控制系統(tǒng)還具備保證電機(jī)安全運(yùn)行的保護(hù)及故障報(bào)警等功能，尤其重要的是，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到設(shè)定的危險(xiǎn)數(shù)值時(shí)，PLC控制系統(tǒng)還可以自動(dòng)報(bào)警，在礦井緊急狀況下需要反風(fēng)操作時(shí)，能夠一鍵反風(fēng)，極大地提升了煤炭開(kāi)采的安全系數(shù)。

一、PLC技術(shù)簡(jiǎn)析

1.PLC技術(shù)是一種比較完善的數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，是可控范圍內(nèi)大量可編程存儲(chǔ)器的集合，能夠高效快速地完成內(nèi)部?jī)?chǔ)存，對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理地分析和計(jì)算，從而保證整個(gè)可控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)體系中得到了十分廣泛的應(yīng)用，作為一種高性能、高科技含量的可編程控制技術(shù)，PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電系統(tǒng)控制中的應(yīng)用能夠確保煤礦機(jī)電系統(tǒng)不受惡劣生產(chǎn)環(huán)境和條件的影響，通過(guò)相關(guān)的操作步驟就可以完成相關(guān)的機(jī)電操作，在煤礦生產(chǎn)效率和安全性能保障方面發(fā)揮了十分重要的作用。一般情況下，在對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，主要是采用比較容易操作的梯形圖系統(tǒng)進(jìn)行的，這樣相關(guān)的操作人員只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的技術(shù)培訓(xùn)就能夠開(kāi)展有效的實(shí)際應(yīng)用操作，并且語(yǔ)言編程十分簡(jiǎn)單明了，在機(jī)電系統(tǒng)日常維護(hù)、日常養(yǎng)護(hù)和維修等方面能夠發(fā)揮十分重要的作用。與傳統(tǒng)的繼電控制保護(hù)系統(tǒng)相比，PLC技術(shù)能夠簡(jiǎn)化機(jī)電系統(tǒng)的控制操作，只需要將該項(xiàng)技術(shù)與輸出設(shè)備的構(gòu)件進(jìn)行簡(jiǎn)單鏈接，就能夠在整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)中加入PLC技術(shù)，從而利用PLC技術(shù)對(duì)整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行控制。

2.PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)穩(wěn)定性強(qiáng)，抗干擾能力好。電氣自動(dòng)化中，PLC技術(shù)通過(guò)大規(guī)模使用集成電路技術(shù)，提高了系統(tǒng)的整體可靠性。同時(shí)，PLC的硬件具備自我檢測(cè)功能，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障，并進(jìn)行報(bào)警。大型企業(yè)在生產(chǎn)中引入PLC技術(shù)，有效降低了生產(chǎn)故障率，提升了生產(chǎn)效率。功能強(qiáng)大，維護(hù)簡(jiǎn)單，且能耗小。PLC技術(shù)在理論和實(shí)踐方面均已較為成熟，可滿(mǎn)足煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)需要;在數(shù)據(jù)運(yùn)算和邏輯處理方面，應(yīng)用便捷，可適應(yīng)當(dāng)前煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。實(shí)際應(yīng)用中，PLC控制器以存儲(chǔ)邏輯為主，裝置外部接線(xiàn)數(shù)量較少，接口簡(jiǎn)單。此外，PLC技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)編程，廣泛應(yīng)用于小批量生產(chǎn)。與傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)能耗較低，降低了能源生產(chǎn)成本。語(yǔ)言編程簡(jiǎn)單。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC語(yǔ)言編程相對(duì)簡(jiǎn)單，主要采用梯形圖語(yǔ)言，有利于PLC技術(shù)的普及。

二、PLC技術(shù)自動(dòng)化控制的實(shí)際應(yīng)用

（一）開(kāi)關(guān)量控制通常情況下，傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制主要是以電磁式的繼電設(shè)備來(lái)控制開(kāi)關(guān)量，此時(shí)，由于這種方式會(huì)產(chǎn)生大量的觸點(diǎn)，進(jìn)而加劇了操作過(guò)程的復(fù)雜性，導(dǎo)致系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量極易受到部分外界因素的影響與制約，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法充分的保障自身的安全與穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)技術(shù)研究人員對(duì)相關(guān)內(nèi)容的研究發(fā)現(xiàn)，為了在保障控制系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量管理精確度的同時(shí)，降低外界環(huán)境等因素對(duì)其的影響，就需要工作人員在實(shí)際操作過(guò)程中加強(qiáng)PLC技術(shù)的運(yùn)用，同時(shí)，有關(guān)技術(shù)部門(mén)還可以通過(guò)加強(qiáng)繼電設(shè)備的升級(jí)換代，以此來(lái)減少由于觸點(diǎn)方面的問(wèn)題對(duì)運(yùn)行造成的影響，進(jìn)而對(duì)開(kāi)關(guān)量的控制進(jìn)行保障。

（二）自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中進(jìn)行閉環(huán)控制。經(jīng)過(guò)研究表明，在自動(dòng)化控制過(guò)程中，加強(qiáng)PLC技術(shù)的運(yùn)用，能夠在很大程度上滿(mǎn)足的需要;而為了更加科學(xué)、合理的對(duì)進(jìn)行自動(dòng)化控制，還需要相關(guān)的設(shè)計(jì)與工作人員在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，并以此為基礎(chǔ)與前提，為部分的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行一定的控制。而PLC技術(shù)由于其自身的特點(diǎn)，受到了較多的引用，同時(shí)極為高效的對(duì)進(jìn)行了自動(dòng)化的閉環(huán)控制，進(jìn)而促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)安全穩(wěn)定的進(jìn)行發(fā)展。

三、PLC在通風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

PLC技術(shù)在通風(fēng)機(jī)中應(yīng)用效果明顯，提升了通風(fēng)系統(tǒng)的安全性能。通風(fēng)機(jī)，控制系統(tǒng)中信號(hào)采集系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)是重要的組成內(nèi)容。信號(hào)處理系統(tǒng)主要由人機(jī)界面、工控機(jī)及PLC等構(gòu)成。在這一方面的使用中，PLC系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯。究其原因，在于煤礦生產(chǎn)的環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，易受電磁干擾，而PLC系統(tǒng)的抗干擾性和穩(wěn)定性較強(qiáng)，適用于此工作環(huán)境。PLC技術(shù)可實(shí)現(xiàn)控制、保護(hù)、遠(yuǎn)程通信及監(jiān)控等功能，還可以?xún)?yōu)化調(diào)度效果。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備組成包括通信接口、數(shù)據(jù)處理中心、網(wǎng)絡(luò)傳輸、信號(hào)采集系統(tǒng)、電控裝置及機(jī)房部件等。PLC系統(tǒng)包含地面監(jiān)控主站、PLC控制及機(jī)械設(shè)備三個(gè)層次。PLC系統(tǒng)運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)較大故障，具有良好的故障診斷能力和設(shè)備保護(hù)作用。PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，人工控制系統(tǒng)可發(fā)揮作用，以確保通風(fēng)機(jī)正常工作，實(shí)現(xiàn)正常的通風(fēng)功能。在采集系統(tǒng)中運(yùn)用先進(jìn)的溫度、振動(dòng)、風(fēng)量、風(fēng)壓、負(fù)壓、氣體傳感器等一系列傳感器，通過(guò)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理后在人機(jī)界面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，操作人員可以直觀(guān)的觀(guān)察到井上下數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)通風(fēng)的合理性及安全性做最好的保障工作。在應(yīng)急故障發(fā)生時(shí)可以第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警，并根據(jù)設(shè)置好的策略進(jìn)行自動(dòng)化遠(yuǎn)程操作，是礦井安全重要保障之一。

結(jié)束語(yǔ)：

礦井通風(fēng)PLC自動(dòng)化控制技術(shù)是時(shí)代進(jìn)步、科技發(fā)展的產(chǎn)物，在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用前景廣闊。目前，我國(guó)煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)大部分采用分散、獨(dú)立的自動(dòng)化設(shè)備，不僅存在著參數(shù)不全、可靠性不高、維護(hù)量大等缺點(diǎn)，而且也缺乏自我診斷能力和遙控手段，難以對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)做出全方位、自動(dòng)化管理與調(diào)控，不利于礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。因此，在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中引入PLC自動(dòng)化控制技術(shù)，就顯得十分必要，同時(shí)此項(xiàng)技術(shù)必將成為我國(guó)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

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