PLC技術及其在煤炭工程電氣自動化中的運用分析

摘要：隨著科技的不斷進步，自動化技術已逐漸應用到煤炭工程領域。PLC技術應用于新型自動化控制設備，可以完成對現場信息的采集和處理、數據通信等工作。在煤炭工程的施工過程中，具有較大的優勢，可以全面控制煤礦開采設備。基于此，本文主要介紹PLC技術及其在煤炭工程電氣自動化中的運用，并提出一些有針對性的建議，以供參考。

關鍵詞：PLC技術；煤炭工程；電氣自動化

DOI：10.12433/zgkjtz.20232242

一、電氣自動化的理念和PLC技術的概念

（一）電氣自動化的理念

電氣自動化是將計算機、PLC技術和通信技術結合，在自動化系統中應用PID控制，基本原理是利用自動控制系統完成相應任務，以提高生產過程的安全性，提高設備運行的可靠性與安全性。將計算機、網絡和通訊技術運用到電力工業自動化系統中可以發現，PLC是一種具有代表性的控制裝置，可以憑借強大的功能、可擴展性以及可靠性的特點，滿足現代社會對高智能化的需求，提高生產效率和產品質量水平。電氣自動化將自動化的思想和系統應用到電氣工程中，實現對生產過程的控制。目前，我國在智能化、信息化發展趨勢上取得了較大的突破，PLC技術具有高可靠性以及穩定性強等優點，但其本身存在硬件性能受到限制、軟件程序運行效率低且不穩定、編程復雜繁瑣等等缺點都嚴重影響工作進度，造成計算機網絡系統靈活性較差，因此，PLC控制系統需要有良好的抗干擾能力。必須滿足實時控制需求，實現自動化，將電氣自動化的應用與生產結合在一起，在系統結構上滿足可靠性要求，確保安全和穩定運行。

（二）PLC技術概念

PLC技術是一種新型的控制裝置，能實現自動運行，具有較高的效率和可靠性，在實際生產過程中，可以提高工作質量，降低勞動強度。主要功能是通過程序控制自動檢測機械設備運行狀態和工作參數，還可以利用存儲器、控制器等輔助裝置將整個生產過程自動化，并在煤礦領域中廣泛使用。隨著電子信息技術的飛速發展與應用，在工業生產過程中出現了許多新產品和工藝流程，需通過PLC程序進行控制處理，才能達到用戶要求。此外，為了滿足現代自動化企業的系統性能以及功能需求，需要不斷提高技術水平，適應市場競爭環境。將PLC用于煤炭行業，不僅可以提高質量、降低勞動強度、減少資源消耗，還具有維護結構簡單、方便靈活、系統可靠性強以及運行速度快等特點。

二、煤炭工程電氣自動化中PLC技術的實現方式

（一）自動化控制

PLC具有強大控制功能，主要用于機械設備的自動運行，可有效提高工作效率，減少勞動力資源和能源成本。隨著煤炭工業生產自動化向著高速化發展以及煤化工行業不斷提高對其要求而逐步完善，PLC在煤礦開采中應用也越來越廣泛了起來。PLC控制技術具有高度靈活性、可靠性高、可控范圍廣等特點，自動化控制技術是一種新的控制手段，與傳統工業自動化相比，PLC可以實現對現場設備進行全面監控，并且在生產過程中可以完成實時檢測、遠程操作和自動抄表等多項功能。PLC采用可編程的存儲器，用于內部存儲程序、執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字式或模擬式輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

（二）人機管理

PLC技術在煤炭工程的電氣自動化中應用，能有效控制煤礦設備，提高工作效率，降低人力勞動強度，具有很好地使用性能、穩定性和可靠性。人機管理通過PLC控制系統和相關設備結合，實現自動化操作過程，主要功能是利用計算機模擬各種信號處理裝置、檢測儀表等，并將這些信息傳輸給給執行機構，從而實現整個生產流程運行狀態監控和調整，同時還能根據實際需求合理地選擇與配置工作方式、相應技術方案等。人機管理技術在煤礦企業中的應用，采用先進控制算法和編程方法，對提高生產效率、降低勞動強度具有很大作用。在煤礦企業內部應用與實踐中，利用可編程序控制器技術對生產現場設備進行實時監控、自動調整以及故障排查，可以提高系統運行的穩定性和可靠性。將PLC人機管理應用到煤礦電氣自動化中，可以有效提高工作效率，降低勞動強度，確保生產過程安全可靠，滿足用戶需求，減少資源浪費。

三、PLC技術在煤炭工程中的優勢

PLC系統在煤礦、火電廠中應用非常廣泛，不僅具有可靠性高、使用方便等特點，還能滿足生產過程自動化控制要求和監控功能的需求，主要優勢包括：第一，有效識別各種復雜環境，及時采取相應措施，實現自動調節和安全保護，獲得程序運行狀態及工作參數等信息，從而確保系統的安全性、穩定性、動態性與準確性。PLC技術主要利用單片機、傳感器以及伺服驅動裝置等，完成對機械設備運行狀態和工作性能的檢測與控制，通過PLC系統內部程序控制系統實現自動控制功能，輸入信號并執行相應操作指令以達到預期效果。同時，注意程序控制器具有很強的抗干擾能力和快速響應特性，在進行實際生產過程中，迅速排除障礙。PLC技術在煤炭工程中的優勢明顯，可以在整個煤炭生產過程中進行實時監控，并及時發現問題，提高煤炭工程中的生產效率，確保煤礦安全、高效運行。

四、煤炭工程電氣自動化中PLC技術應用

（一）PLC技術在運輸系統中的應用

在煤炭生產過程中，需要將物料的質量和數量控制好，通過PLC技術可以實現自動化控制系統對各種信息進行采集、處理及顯示等操作，還能根據工藝要求自動設定參數值與程序功能設置的順序變化，保證系統運行穩定安全可靠，并且能夠在一定程度上減少人為因素造成事故發生時帶來不必要損失，提高工作效率，降低生產成本，節約能源資源。PLC技術在運輸系統中的應用，能夠對生產過程中的各種信息進行有效地收集、整理和傳遞，能將物料從原材到成品之間實現自動轉換與控制，從而提高整個運輸系統自動化程度水平。

PLC技術將繼電器和接觸器結合起來形成一個完整系統，通過這個控制系統可以實現自動化操作以及遠程監控功能及故障處理，而且還能提高工作效率，降低人工勞動量。

（二）PLC技術在安全監控系統中的應用

PLC技術在煤炭工程電氣自動化中的應用非常廣泛，不僅能實現生產過程控制、安全監控和遠程通訊等功能，還能實時監測生產環境。PLC技術在安全監控系統中的應用，主要是為了對生產過程進行實時控制，通過自動化控制系統，提高工作效率。但隨著煤炭行業開采工藝越來越復雜化、機械化程度不斷加深，以及對生產設備性能要求也日益嚴格，需要有針對性地采用先進電氣工程技術改善傳統的機械式繼電器和自動裝置等控制方式，以此提升安全性及可靠性。

在煤礦企業內部應用PLC技術時，應根據實際情況選擇合適的監控系統，從而提高工作效率。PLC技術在安全監控系統中的應用是以計算機為核心，將現代控制理論與自動化控制系統相結合，通過對現場信息進行收集、整理和分析處理，運用自動識別裝置及相關設備有效判斷各種危險情況下的生產過程，實現對現場設備進行集中管理與維護，確保在生產過程中出現故障時維修人員及時做出反應。

（三）PLC技術在采掘機器中的應用

PLC技術主要包括主程序、控制電路以及數據采集系統，主程序和控制線路之間采用串行通信傳遞信息，而采集模塊由計算機進行處理并輸出相關參數和命令等操作信號。隨著煤炭工業自動化技術不斷發展與完善，PLC不僅能對原始程序進行修改、優化和創新以滿足生產需求，還可以通過計算機編程實現控制算法的自動識別等功能，從而降低故障發生率以及維修成本。此外，PLC還可以將電氣設備中發生故障時產生數據信息及時傳遞給技術人員，便于管理人員做出合理的決策，避免重大損失。

在煤礦機械的生產中，PLC技術是重要且必要的工藝控制環節，不僅可以提高采掘速度和質量、降低工人勞動強度和企業成本，還能確保產品品質穩定安全。在實際應用中，將計算機控制應用于煤炭機械設備內部控制系統可以提高系統效率，降低人工操作量和勞動強度，實現煤礦企業與外界信息交換，確保生產安全。

（四）PLC技術在安全監控系統電氣自動化中的應用

PLC技術在煤炭工程電氣自動化控制系統中的應用，可以實時監控和檢測整個電氣設施，將所有監控和檢測到的數據傳輸至地面控制中心，然后根據收到的信息實時分析和管理電氣設施的運行數據和狀態，確保電氣設施的安全穩定使用。如果電氣自動化系統出現問題，PLC系統的安全監控系統會立即發出指令，確保整個系統進入自我保護的狀態。同時，全面檢查出現問題的部位，并及時發出故障警告信號，以確保生產安全進行。

（五）加強煤炭工程PLC技術應用人才培養

PLC技術因其獨有的優越性和特性，已得到了大眾的普遍接受和應用。因此，煤礦項目的管理熱源需要重視培養員工，熟練掌握PLC技術的長處，全面了解系統和設備，從而提升當前煤礦項目的生產和運營情況。煤礦的經營者要為專業的技術團隊制定周期性的訓練計劃，培養具有專業知識的操作和維護團隊，負責設備的日常管理和保養，確保每日的生產和運輸任務順利完成，從而提升整體項目的安全水平，促進煤礦項目自動化持續發展。PLC技術在煤炭工程的生產過程中的應用，不僅能挖掘電氣設備的生產潛力，還能充分利用和發揮電氣自動化的優勢，確保整個工程的生產水平和質量。如果要想深入研究和優化PLC技術，全方位地保障和維護生產流程，需要更專業的技術人員管理和應用PLC技術，以提高煤炭工程的生產效率和質量。

五、PLC技術在電氣工程以及自動化控制中的發展方向

在電氣工程和自動化控制領域的未來進步中，PLC技術會產生更多的電氣工程產品。需要在設計和制造過程中深入思考現有的應用環境，優化HMI，滿足各類電氣設備執行自動化控制的相關需求。當前，PLC技術已轉變為電氣工程和自動化控制未來的主要發展趨勢，主要包括構建和完善大型PLC電氣控制系統，以此實現工作控制計算機網絡。然而，PLC技術的應用領域相當廣泛，計算機的散熱系統會受PLC技術的影響。PLC技術之所以能被廣泛使用，是因為使用過程中展現出了顯著的可靠性，且網絡布局分布廣泛，對提升智能化具有重大意義。

六、結語

隨著社會的進步，我國經濟發展水平有了很大程度的提高，對電力需求也越來越大。在煤炭行業中，電氣自動化技術具有非常重要作用，而PLC具有通用性強、可靠性高及應用廣泛等特點。本文從PLC系統概述開始入手分析研究和闡述其工作原理及其控制方式，然后根據實際情況來進行設計，最后通過相關理論知識以及實踐經驗，對該領域做出了總結與展望，希望可以為電氣自動化事業貢獻一份力量。

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作者簡介：王超（1990），男，山東省臨沂市人，本科，工程師，技術主管，主要研究方向為煤炭工程、機械設計、電氣工程。