煤礦機電控制中PLC技術應用

劉 偉

（山西西山金信建筑有限公司，山西 太原 030200）

煤礦的機械化程度在不斷地提高。各種機械設備的應用提供了煤炭開采的便利。提高了人的勞動效率，減輕了工作負擔。與傳統控制法相比，采用PLC技術對煤礦機電裝置的控制具有顯著優勢。為了確保煤礦的安全生產，同時減少效率，降低運營能耗，及時查明煤礦的安全隱患。從而推動后續各項工作合理開展，對提高煤礦機電控制效率等具有重要意義。

1 PLC技術的特點

PLC有一些非常獨特的功能，簡單的編程很容易，PLC中使用的編程語言是一個簡單的語言，比如邏輯圖、梯形和語句表，它不需要計算機知識。系統開發周期短，現場調試簡單。在保持硬件無損的情況下，程序在線進行調整。控制程序的修改很方便。PLC具有很強的功能，可以對復雜控制進行復雜控制。與同類繼電器相比，它具有較高的價格優勢，可以結合通信網絡進行集中管理，實現分布控制的集中管理。適應能力強。經過長時間的發展，PLC產品基本上實現了序列化、標準化、模塊化，為用戶提供了各種硬件設備，使用戶能夠實現各種硬件設備的功能。根據實際應用需求靈活地進行選擇和合理安排，構建一個不同規模、功能各異的管理系統［1］。該技術可以克服以往繼電觸控技術應用過程中功耗高，通用性差等特點，從而提高設備的操作效率。PLC本身還具有很強的交流載荷驅動能力，可以直接用來驅動小型泵的交流觸點和大型電磁閥。

2 PLC技術的優勢

PLC作為自動控制系統，充分體現了初步工程設計理念的方便性，在煤礦機電設備的控制過程中，能夠有效保證設備穩定、平衡地運行，并有效保證控制靈活。更強PLC在煤礦機電設備的控制上，其優勢主要表現在下列幾個方面：

易于操作煤炭生產中有許多機電設備，每一種設備都有不同的控制要求。使用PLC技術控制，可以大大減少控制困難，并降低了操作人員對職業水平的需求。操作人員無需更改任何參數，可以利用自身的專業知識調整PLC系統中的各個參數。以PLC梯形圖為例，可以根據設定過程對機電裝置進行操作并控制。與其他控制方法相比，操作更簡單、便于使用。PLC技術在實際應用中具有較高的集成度，因此價格低［2］。在運行過程中，只需與相應的外部系統進行配合，就可以確保控制的功能。與繼電器控制相比，PLC技術自身具有較高的成本，但性能更全面，通過適當的應用，可以簡化煤礦機電設備控制系統的整體結構，降低了機電設備使用費率。

3 PLC技術應用

3.1 應用原理

1）輸入采樣，輸入采樣強調有關信息的輸出，通常采用掃描器提高輸出效率，并在發送前將所掃描數據保存在相關的設備中。當煤礦機電設備需要對相應數據進行操作時，PLC掃描系統通過對機電設備進行有效的掃描實現了對機電設備的有效控制，以確保其隨機性和有效度。為了保證數據的真實度、全面和及時性，進行合理分類，同時掃描數據必須符合實際的數據標準［3］。

2）程序執行，數據掃描信息的處理輸入和輸出采樣處理完成后，需要數據進行一個梯形曲線模式數據掃描，這一掃描過程中需要數據從上到下，由左至右分別進行一個邏輯處理計算，以便于形成一個完整的掃描網絡進行掃描處理數據。以此文件為主要參照，本地程序將更新［4］。在程序運行過程中，輸入點必須被控制到它的原始狀態，以確保在掃描過程中輸入的采樣數據不發生變化，并避免輸入點或數據的變化所帶來的操作漏洞。

3）刷新輸出，連續刷新連續輸出是作業中的最后一個鏈接。最后對以上兩個環節的后續處理結果進行總結分析，形成結論，并可輸出其他形式的綜合數據等信息得出結論，便于系統執行相應的一致動作執行命令。要保證信息內容的順暢傳遞。

3.2 具體應用

1）總體方案設計，當PLC技術在煤礦機電控制系統中應用時，其中最重要的一部分就是電氣控制系統。整個系統包括：操作臺的觸摸屏，低壓電柜的配置，制動電阻箱，變頻電阻柜等等。在本文中，我們主要采用s7300核心處理器來討論這一問題。其中，控制箱以監視電子控制系統為主，完成了機電控制系統升級，并接收了各種指示信號，變頻電阻柜以控制整個系統速度，并反饋能量為主。

2）空氣壓縮設備的應用，在空氣壓縮設備中使用PLC技術能大大提高工作效率，而PLC技術能夠有效地提高空氣壓縮設備的穩定性，提高空氣壓縮安全。在實踐中，PLC技術能夠根據監測準則提供不同的空氣壓縮標準，并能很好的監測空氣壓縮進展。該技術能夠減少外部空氣壓縮干擾，提供最大監視空間，并極大提高了空氣壓縮效率和安全性。

3）在提升機中的應用，將PLC技術用于升降機控制，可以有效地保證安全工作。提升機是地面與地下之間的主要連接，也是煤礦運輸體系的關鍵環節，其運行質量直接影響到煤礦生產安全。傳統的煤礦葫蘆控制系統多采用繼電控制，運行效率較低，設備壽命短，需要人工操作。PLC技術不僅能提高機器控制的精確性，而且能幫助工作人員動態的監測機器設備實際的運行情況。發現異常后，設置在升機上的探測裝備立即反饋，并將異常信息傳送到控制中心。相應聲光警報提醒駕駛員注意，并立即實施預設的急診程序，以實現安全停止行駛，從而在提升機的運行過程中減少潛在的安全隱患。

4）絞車應用，PLC技術主要應用于絞車控制方向的運行。通過對目標設備進行設置，可以對絞盤開關和各種狀態的出現進行統計分析。當絞車在短時間內被檢測到啟動鈕時，當發生重復變化后，另一種計數設備將通過相應的算法進行調整，并通過在開關和絞車上部加入吸力，使絞車往上推動。相反，如果在此期間檢測到絞車啟動按鈕狀態較小，則開關將熔化，并與絞車底部發生碰撞，只需按壓絞車就可以了。

5）在運輸機系統中的應用，在傳統的技術條件下，地鐵煤礦安全帶的運輸方法多采用人工控制，當需要停止安全帶的時候，操作者通過調整液壓器的液壓，實現了閘瓦和閘瓦之間的接觸。帶式輸送機摩擦增大會使設備停止工作。這種方法有效，但由于摩擦作用，制動襯塊復合時產生的熱量會大，這將威脅煤礦的運輸和員工的安全，并可能對機械設備造成嚴重的磨損和使用。生活相反，當PLC技術被應用到帶式輸送機系統中時，可以實時控制輸送機的制動襯塊，并在設備停止時使用間歇控制法，從而減少熱量產生。確保制動效率，減少在制動過程中存在的潛在安全隱患，減少裝置磨損，延長裝置使用壽命。

6）在風門監控中的應用，在采礦系統中，氣門是內外兩條道路之間的氣體交流關鍵，它能將煤礦開采的有害氣體和粉塵運到地面，從而確保公路和井內的通風狀況。其運行效果是礦山的生產。安全是至關重要的。過去，大多數的風門控制是在煤礦中手工完成，但由于存在地下負壓，不僅手工控制風門很困難，而且容易損壞風門，從而威脅煤礦通風安全。應用PLC技術，可以實時監測風門位置上的人和車輛交通情況，以便在風門位置上安裝紅外傳感器。當車輛需要使用減震器的時候，紅外裝置將收到的信息發送給PLC。在控制中心，相應的操作設備并控制減震器開始，在車輛全部通過后，控制中心再次對執行設備進行控制，并在確定安全后對其進行控制。

7）在安全系統中的應用，在從事煤礦安全生產經營過程中，安全控制系統的作用重要性不言而喻，因為一旦煤礦災害深度很難及時撤離，一旦再次發生煤礦安全事故，就可能會造成安全系統問題。會造成嚴重的后果。在分析煤礦原始安全生產管理模式的過程中，安全問題十分重要，但機械裝置和檢測系統比較簡單，所獲取的各種管理信息也比較不準確，因此在煤礦安全管理中不能使用。提供可靠支持PLC技術的使用可大大提高煤礦安全管理系統的工作效率。管理者可以實時通過導向裝置和探測系統對地下狀況進行導航，當發現異常時，系統將自動發出報警，并向控制設備發送報告信息。這樣，中心就可以保證安全監督實時化，并有效地處理某些難于手工控制的環節，確保了安全監管和控制的有效。

3.3 注意

充分了解礦井在運行過程中的實際情況，詳細分析不同類型的機電設備、綜合性能和整體運行的日常管理情況，找出存在的不足和解決辦法，并采取有效的具體措施。為保證在PLC技術實現的應用模式下的安全性，進一步提高不定期的系統培訓和考核，提高操作人員對專業自身素質的選擇，使工程技術人員也能學會操作各種與操作有關的設備，為了有效地防止出現問題時異常操作，實際上是將增強應用到避免不合格發生的能力上情況。對煤礦機電設備日常維修，建立全面且有針對性地檢查機制，跟蹤、管理機電設備的運行狀態，提高PLC技術應用的效果。

4 結語

將PLC技術應用到煤礦機電設備控制中，可以將所有煤礦的生產環節整合起來，形成完整、集成的控制系統。在提高煤礦的生產效率的同時，還可以改善下井作業環境，確保煤礦的生產和安全性。在煤礦發展過程中，管理者應該致力于PLC技術的運用，深入研究和在煤礦生產的不同領域推廣PLC技術。