浅谈PLC在矿井提升机电控系统中的应用

李安方

（灵宝金源矿业股份有限责任公司，河南 灵宝 472500）

1 前言

矿井提升是矿山生产过程中的一个重要环节，矿井提升机是煤炭、冶金、有色等矿井生产过程中非常重要的设备，它的主要任务是沿井筒提升矿石、废渣、下放物料、升降人员和设备等。这就对矿井提升机的电气控制设备基本要求是：安全可靠、功能强大、使用方便。随着计算机控制技术的发展，采用当代先进的计算机及辅助控制技术形成矿井提升机电气控制系统,已成为势在必行的局面。PLC是可编程序控制器的英文简写，是70年代以来在集成电路，计算机技术基础上发展起来的一种新型工业自动化装置，PLC是专为工业现场使用的计算机,编程直观;适应性好;功能完善,接口功能强等特点。是工业企业生产设备自动化控制改造首选方案。

2 PLC工作原理及组成

2.1 PLC工作原理

我们知道，任何一个继电-接触控制系统中一般都由三个基本部分组成，即输入部分、控制部分、输出部分三部分组成，输入部分一般是操作按钮,限位开关等开关信息，控制部分是由一些继电器接触器触点按照一定设计要求连接成控制电路，输出部分是外部的一些电磁阀、电铃、指示灯等执行元件，按照设计要求根据被控制对象发出的开关信息或操作命令，控制电路就按规定动作要求判断该做什么动作，然后驱动执行器，继电-接触器控制都是按照设计图用固定方式连接线路，其更改线路比较麻烦，不灵活，而一种利用PLC可编程序控制器，不仅可以实现传统控制功能，其逻辑部分采用功能强大的微处理器和存贮器代替继电器逻辑线路，根据控制需要设备通过可以灵活地改变控制程序，从而达到控制目的，这就是可编程序控制器工作的基本原理，做为电气维护人员可以不必考虑微处理器及存储器内部复杂结构，而是把PLC内部看成由许多软继电器组成，它还为使用者提供了一种按照设计继电、接触控制电路相同方式编程方法-梯形图，便于使用者掌握。

2.2 PLC组成及各部分作用

典型的PLC主要由输入、输出接口组件，控制组件、编程器三大部分组成。

2.2.1 输入、输出组件

PLC的输入输出是通过输入输出接口来完成的，如提升机的各操作按钮，井口限位开关，减速开关，定点检测开关等，所有信号通过输入接口传送到PLC内部输入电路，因此每个输入单元相当于一个输入继电器，输出接口组件把微处理器的内部电路通断信号转换成继电器常开触点通断，用它接触外部负载电路，这里输出单元相当于一个输出继电器。

2.2.2 控制组件

控制组件是由微处理器和存储器组成，微处理器是PLC的核心元件，其作用相当于人体的神经中枢，其主要作用：1）按照PLC中系统程序赋予的功能，接受并存储从编程器输入用户程序和数据；2）用扫描方式接受现场输入的状态或数据，并存入输入寄存器状态表或数据寄存器中；3）诊断电源及PLC内部电路工作状态和编程过程中语法错误；4）程序进入运行状态，从存储器中逐条读取用户程序，经命令解释后，按指令规定的任务，去实现自动化控制。

2.2.3 编程器

就是运用工业计算机根据用户程序的通过键盘将程序写入PLC，还可以通过它的键盘灵活调用、修改程序；在线监视显示设备运行状态、系统参数。

3 PLC在矿井提升机电控系统中应用

做为一名维修电工在矿山工作十余年，主要从事电气维护检修工作，对一般继电器-接触器控制系统存在常见故障十分了解，自从接触PLC在矿山提升机电控系统中应用，克服过去常见故障，初次接触PLC觉得难以掌握，出现故障无从下手，后来经过深入学习，不断实践总结，逐步掌握其工作原理及组成，提高自身业务知识与技能。

PLC在矿井提升机电控系统中实现软件安全保护，安全可靠，是一般继电器-接触控制系统无法相比，它既具有继电器-接触系统原有特点，又表现PLC本身具有独特优点：1）PLC控制首先具有可靠性高，灵活性强，可扩展性，具有自诊断功能；2）便于编程，改变控制程序灵活，它可以使用其独特的专用指令或采用梯形图根据流程需要现场编程，极大的减少停机时间；3）功能强，通用性好，PLC采用微处理，处理速度快，控制精度高，而且可以运用各种工业控制系统；4）体积小，重量轻，环境适应性强，PLC能适应各种工业环境，不需设专用机房，可以在高温，振动较大，粉尘多等恶劣环境下正常工作，能与现场强电线路直接连接，是机电一体化理想控制设备。5）在提升机电控系统中优点更为突出，它不仅取代了体积庞大继电控制柜，而且实现无触点控制，克服原有电气控制设备常见触点磨损等故障，增加了软件安全保护，完善了系统各种故障的后备保护，使提升机运行更加安全可靠；提高提升机安全可靠运行。实践表明PLC具有较高可靠性，一旦PLC编程序科学合理设计并投入运行后，PLC内部不会出现故障，因此PLC控制系统中绝大部分故障不是其本身，而是由于外部元件故障引起的，例如常见按钮或行程开关触点熔焊、氧化、接线松动就对应短路或开路，系统一旦自动检测到故障，应不仅具有声光报警功能而且立即显示故障代码，以便用户迅速准确判断故障点，并及时快速排出故障。

4 结束语

PLC在矿井提升机电控系统中应用，实现硬软件双重保护控制功能，极大提高提升机运行安全可靠行性，降低电气控制部分故障率，大大提高设备运转率、完好率；提升了提升机的自动化控制程度，使矿山企业逐步实现自动化管理,确保提升机安全可靠运行。本文提出的PLC在提升机电控系统中应用，具有较高参考价值，它是企业生产设备实现自动化控制最为理想控制装置。

[1]杨青峰付骞.《可编程序控制器原理及应用》.西安电子科技大学出版社