PLC技术在矿山机电控制中应用分析

柏正果

摘 要：PLC（可编程序控制器）是一种自动化控制设备，具有可靠性高、抗干扰能力强等优点，其所运用的编程语言普及、简易、方便。探究PLC技术在矿山机电控制中的应用。

关键词：PLC技术 矿山设备改造 机电控制 应用分析

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-043-02

1 前言

近几年来，矿山机电设备是自动化水平随着我国经济技术的逐渐发展而越来越高，原有的继电器控制正逐渐被优秀的具有良好经济效益的自动化控制设备——PLC所代替。本文主要对PLC技术在矿山机电控制中的应用展开论述。

2 PLC简介

2.1 PLC的组成

外部设备编程器及接口、输入输出及扩展接口、电源模块、中央处理器以及存储器等都是PLC（可编程控制器）的重要组成部分。PLC内部各部分主要借助数据、地址以及电源等想总线进行有效连接，其外部则主要根据其所控制对象的具体需要来确定所需要的控制设备及装置。从结构上主要把PLC分为固定式及模块式，CPU板、电源、显示面板、内存块、以及I/0板是PLC固定式的主要组成部分，而且它们是不可拆卸的整体；机架或底板、CPU模块、电源模块、I/O模块以及内存等是PLC模块式的主要组成部分，它们主要通过相关标准进行配置。

2.2 PLC技术的优点

PLC技术主要用于工业环境，可对其贮存器进行程序编辑，而且还可以对其进行数字操作及运算，可在其内部存储执行的逻辑运算、算术运算、顺序控制、定时等进行操作指令，并可对数字的形式进行有效的输入及输出，进而对工业设备及其生产的过程进行有效控制。PLC通常采用模块化结构，因此可以它 结合具有可靠性高、使用方便以及抗干扰能力强等优点，所使用的编程语言比较容易而且在普及率方面也比较高，最重要的是可以对其进行在线修改。在工业的生产作业中，已逐渐被用于自动设备控制、多级自动控制、闭环系统控制、机械设备的数字调控、开关逻辑的调控等各系统的控制机应用中。近几年来，PLC技术更是被广泛应用到矿山机电控制，而且正逐渐代替继电器控制，根据相关工程，PLC技术在经济性方面具有一定优势。

3 PLC技术在矿山机电控制中的应用分析

3.1 PLC技术在矿山老旧提升机中的改造应用

目前矿山机械改造的可行方法之一就是在保留提升机机械和直流主电机相关部分的条件下，在大功率晶闸管变流器和可编程控制器的基础上对老旧提升机的原继电器控制进行有效改造，具体方法如下：

（1）把原来的操作台的位置进行搬移，从而创造比较有利的条件让新操作台进行安装，暂时在原操作台进行提升机的改造试验，运行系统仍为老系统。

（2）为了新老系统替换方便，把新旧系统转换刀闸安装在电枢的回路上。采取多路航空插头对提升机制动系统润滑油泵的控制进行新老系统转换，保留老系统以备用。

（3）安装的时候对质量进行严格控制，由负责维护的相关技术工人负责安装，以便于机器以后的运转和维护。

（4）为了使新系统调试时间得到一定程度的缩短，应采用电控来监测并控制井筒位置的开关及各机械润滑制动系统的运行等相关情况。完成传感器的安装后再根据具体情况实施送电的在线测试，在测试的过程中，必须对每个测量数值都作进一步有效确定，以使其符合提升系统的相关标准。对老系统的功能实施提升时，要对计算机中每部分的连续性运转的所有过程作逐步检查，尽可能地保证系统功能的提升及切换能一次性完成。

（5）装卸载系统的在线调试结束后，通过老系统对其进行有效提升，而且对提升机装卸载站进行控制时，必须通过新系统中的控制器的可编程系统，从而通过老系统混合控制的方法使装卸载控制系统和提升信号系统实现一次性投入并取得成功，从而从新系统全面调试的工作总量得到有效减少。

（6）运转速度、位置及电流闭环共同构成了传动回路系统，它们是否正确直接对闭环系统的稳定性产生严重影响。每天对位置闭环、电流闭环以及运转速度等环节进行检修的时候，可通过对其进行电枢回路电流环控制的动态试验及编码器输出试验来对系统动态各参数的响应情况进行确定，进而创造有利条件给重载测试和全系统空载，以促进它们运转的顺利。

（7）让全矿井机电设备停产并对其实施检修时，直接让全系统空载进行一次性的试运，从而通过速度的多次提高来使运行速度达到设计的标准要求。装煤重载运行试验必须在系统完成平稳及准确运行后才能进行，从而使整个系统的全载全自动方式的提升得到有效实现。

3.2 井下风门自动启闭的实现分析

就目前而言，通常都是采用人工操作方式对井下风门进行操作控制，开门时强大的操作力及强大的负压力都在一定程度上对开启及关闭造成影响。另一方面，还会给风门带来破坏性影响。根据井下风门结构不同于其他系统的特性，当来往的车辆受到远红外传感器的动态监测时，采用可控制的编程器来控制井下风门的自动开启和关闭，这样就能在一定程度上使车辆及行人的安全得到有效保障，而且还能在节省一定的人力物力，进而节约一定的成本。先开窗口后开门是这项技术的重要部分，风门两侧的空气压差比较大，风门通常都会有比较大的面积，因此风门的开启压力常会达到35～50kg，当用比较小的力开启风门时，这个压力才会出现一定程度的减少（有时候会减少到5kg以下）。因此，可通过在风门上安装一个窗口来使开启压力得到一定程度的减少。

下面是井下风门自动启闭系统工作的相应原理：对风门进行开启时，应给二位五通双控电磁阀传达控制信号，运走部分会在电磁阀进入到供气位置的时候，通过汽缸的活塞的带动而进行向外运动，然后在适当时候打开门上的小窗。固定销会小窗的开启和风门成30凹薪鞘倍孕〈安欢ǔ潭鹊淖璧沧饔茫佣贾滦〈安荒芗绦蚩凶咧У慊故腔嵩谡飧鍪焙虺中蚯耙贫狗缑诺靡哉？舨⒂行瓿勺饕怠7缑派系男〈翱艉螅缑拍谕獾难共罹突嵯嘤Φ爻鱿种鸾ハУ南窒螅虼耍缑诺目舨⒚挥泻艽竽讯取5狈缑趴艚俏？0。时，风门就会停止运转，行人及车辆可在这个时候安全通行。当系统需关闭风门的时候，可把控制信号输送给二位五通双控电磁阀，并采取相应措施使其把方向进行有效转换；控制压气会在这个时候进入到汽缸的另一端，接着汽缸活塞就会带动行走部分并使其产生向回运转，然后小窗就会处于关严状态，只要风门没有被完全关闭，风门也会出现程度不同的转动。

3.3 PLC在选煤厂集控系统中的应用分析

兖州矿业（集团）公司某煤矿选煤厂的系统采用上位机监控控制器系统相结合以数据量逻辑为主控制模式，通过少量的工艺过程参数的模拟值实施监测，从而实现工艺流程系统装置的集中启、停车控制及运行过程中的连锁控制。SIMATIC$70-300、SIMATIC T1545是该厂以前使用的配煤系统及集控系统。原煤重介选矸系统、跳汰（水洗）系统、沉降离心脱水系统、压滤车间监控系统、储装运系统、除木杂系统以及捞坑系统是集控系统的重要组成部分。把集控系统进行改造完成，可编程控制器主机已成为一台系统独立的机器，它主要由压滤、储运以及洗煤系统共同构成。单独的可编程控制器主机放在原煤车间，但两台主机主机之间必须通过其他设备才能进行通信。控制方案主要由施耐德140系列（PLC系统）构成，中央处理单元以CPUll303作为主机，具有MODBUS PLUS、MOD昏US接口和512K字节RAM。工业总线结构的分布式控制系统在原煤车间及厂调度室都有各自的可编程控制器主机站，且都是由控制电路和现场设备状态检测连接的部分共同构成。在压滤车间配电室、原煤1#变电所、筛分车间配电室、重介三楼配电室、5PD-1配电室、原煤2#变电所、重介三楼配电室、以及原煤仓下等地方都有分布站，原煤系统可编程控制器对原煤车间3PD、筛分车间配电室、重介三楼配电室、原煤1#变电进行控制，而厂调度室可编程控制器则对其他发布站进行控制。

4 结语

PLC技术已在矿山机电设备控制系统中得到比较广泛的应用，这在一定程度上说明PLC技术在矿山机电设备的改造中有着比较好地发展前景。

参考文献：

[1] 吴率领.现代煤矿机电设备变频控制技术发展趋势[J].科海故事博览·科技探索，2012，02（9）：325-329.

[2] 赵晋峰.可编程逻辑控制器在矿山机电控制中的作用[J].山西科技，2012（1）：315-330.

[3] 王继江.浅谈PLC技术在矿山机电控制中的应用[J].科技信息，2010，02（26）：225-236.

[4] 崔银平，苏继，张庆.试论矿山机电控制中PLC技术的有效应用[J].湖南农机，2012，39（7）：201-206.

[5] 王荣华，张燕斌.PLC技术在矿山机电控制中应用研究[J].现代商贸工业，2011（6）：325-339.