PLC技术在矿山机电控制领域的应用实践及思考

景群

摘 要：近些年，社会经济的快速发展，科学技术的不断进步，在自动化的控制方面，许多自动化技术与理论普遍应用，而且新自动化控制技术的运用，在一定程度上提高了自动化整体控制水平，推动我国社会经济的进一步发展。目前，PLC技术作为先进的自动化控制技术，已经在矿山机电控制系统中大量应用，不仅加强了矿山机电控制系统的稳定性，还为社会经济的发展与建设奠定基础。为了能够保证PLC技术在矿山机电控制领域中的合理应用，就必须综合分析与研究PLC技术，从而提高矿山机电控制自动化水平。

关键词：PLC技术；矿山；机电控制；

继电器技术作为现阶段矿山机电控制领域大量应用的机电控制技术，可是由于在长时间磨损之后，或是在疲劳状态下运用，就比较容易出现破坏与发生故障。在矿山机电控制实践应用过程中，继电器在工作状态下往往会形成电弧，而电弧如果处在相对剧烈的环境中，就会严重影响矿山机电的控制安全性。同时，若是继电器的数量比较多，系统就会处在超负荷状态下，造成电能的大量消耗。不管是对继电器或是机电控制都会造成严重伤害。对此，为了能够加强矿山机电控制自动化，应该合理应用PLC技术，从而提高矿山企业的经济效益与社会效益。

1 继电器缺点

PLC（可编程控制器）应用之前，继电器控制技术在矿山机电控制中占据关键地位，但是继电器组成的机电控制系统应该依据设计的条件进行工作，如果变化其中固定的顺序就一定要变化继电器的控制系统中硬件接线，而且继电器的控制系统在灵活性与通用性方面相对偏差。继电器在导通之后管压降大，而双相控硅与可控硅正向降压能够达到1至2V，而功率相对偏大的晶体管饱和压浆液也能够达到1至2V，和机械触电中的接触电阻相比较而言，通常功率长效应管中的导通电阻更加大，许多时候半导体器件在关断之后依然会漏电流，难以实现理想状况的电隔离。因为管压降大，在导通之后发热量与功率消耗也大，所以大功率的继电器在体积上也大，运行成本相对偏高。另外，电子元器件自身的耐辐射能力偏低，且电子线路自身抗干扰能力与温度特性比较差，若是未应用相关对策实施处理，就会严重影响继电器工作的安全性与可靠性。同时继电器对于过载比较敏感，一定要应用RC阻尼电路或快速的熔断器加强保护。继电器的工作环境温度也会严重影响继电器负载，若是环境温度不断升高，就会直接影响继电器自身负载能力。

2 PLC技术原理分析

PLC属于数字运算和操作的电子设备，主要你应用在工业领域中。选择PLC技术可以对程序完成编制并且存储，而且内部能够进行逻辑运算和顺序预算以及计时等相关命令的存储、执行，同时应用数字方式或是模拟方式的输出、输入，实现各种机械生产流程的有效控制。①PLC组成，其一般分为固定方式与组合方式两种。其中固定方式包含了CPU板和电源及显示面板等，是一个整体，并不可以进行拆卸。但是组合方式的PLC包含底板与电源模块及CPU模块等，能够依据相关规则实施组合。②故障处理，如果停在输出的激励位置，通常状况下为中间状态，此时就会发出下一步的具体操作信号。而编程器可以把此信号的相应状态显示出来，如果把信号输入过后，将编程器相关显示状态与输入模块LED指示实施比较，如果结果并不相同，就应该对输入模块完成更换，如果扩展框架中需求更换的模块偏多，就要更换之前，完成I/O扩展电缆和连接状况的严格检查。另外，如果输入状态与输入模块间LED指示一致，就应该针对发光二极管与输入设备相应状态完成对比，发现结果不一致，必须对输入模块完成有效测量。若是发生问题，一定要对I/O设备进行更换，完成现场接线。

3 PLC技术可行性

现阶段，应用在矿山机电控制领域中的设备，一般包含继电器和PLC。其中PLC技术在继电器应用之后慢慢发展起来的，所以以往矿山机电控制主要应用继电器。但是，在矿山机电设备快速发展下，继电器技术由于自身技术存在问题与局限性，已经无法满足矿山机电控制需求。然而PLC技术特点能够满足矿山机电控制要求，并且大量应用在矿山机电控制领域中。首先，可编程控制器（PLC）属于数字运算的操作电子系统，主要是为工业领域设计的。其一般选择可编程序贮存器，可以在内部有效贮存执行的逻辑运算和顺序控制以及算术运算等相关操作指令，然后利用数字输入以及输出，有效控制所有机械设备和生产流程。其次，PLC应用模块化组合的模式，可以加强系统的灵便性，在一定程度上提升抗干扰能力与可靠性，而且编程语言更加简易和普及，能够在线实施修改。目前，矿山机电控制领用中已经大量应用机械装置数字控制和机器人以及多级的自动化控制系统。近些年来，在煤矿企业快速发展下，对于矿山机电装置的自动化水平提出严格要求，而PLC技术由于具备许多优势，因而已经取代继电器，并普遍运用在矿山机电控制领域中。另外，大量实践表明，在矿山机电控制中运用PLC技术可以提高矿产企业的经济效益与社会效益。

4 PLC技术在矿山机电中的应用

4.1 利用PLC技术对矿山老旧提升机进行改进

从矿山机电设备改造方面而言，应该保留提升机中机械部分和直流的主电机部分，针对旧提升机中继电器控制完成改进，充分应用功率晶闸管相应变流器与可编程控制器。首先，为了能够实现操作台合理安装，应该把已有的操作台实现整体搬移。而且在提升机改进过程中，必须在原有的操作平台中实施操作，确保原系统的安全运行。其次，对于电枢回路而言，应该安装新系统和旧系统的转换刀闸，从而实现新系统和旧系统的有效转换。在而在进行新系统调试时，旧系统能够和新系统并存，若是有必要就应该永久性保留旧系统。选择多路航空插头，加强系统润滑油泵的自動化控制性能，从而保证新系统和旧系统的合理切换。最后，在进行安装时，必须确保控制质量，要安排专业技术人员进行安装，同时要参与安装的所有环节，而在调试之后应该定期或是不定期对设备工作实施维修与养护。特别要注意旧系统提高过程中，要对运行具体过程进行全方位的严格检验与检测，确保一次性能够完成切换。在井筒位置建立开关和行程及机械润滑制动相关系统实施电控检测，能够在一定程度上降低新系统调试时间。同时为了能够确保和系统相互对应，必须在传感器合理安装之后，实施在线送电测试。另外，还应该严格控制传动回路里的电流闭环与速度以及位置闭环等，必须确保合理性与正确性，从而才可以保证闭环系统安全性。因此，应该定期或是不定期对其完成编码器输出检验和电流环的控制实验，加强系统动态性。同时，对于矿产机电设备在停产时，应该实施系统的空载试运行，而为了可以满足设计运行速度要求，就必须运用相关措施。其中装煤重载一定要在明确系统安全和稳定性之后才可以运行，从而提高全载和全自动化水平。

4.2 应用PLC技术对矿山机电运胶带机实施改造

现阶段，KZP系列的盘式可控制动设备普遍应用于矿山机电控制领域汇总，其主要由液压站和制动设备以及电控系统等构成。而制动设备通常是应用闸瓦与制动盘间摩擦形成制动力矩，然后运用液压站有关调节作用完成制动力的合理变化。通常状况下，工作环境下的设备正压力应该为零，而系统的油压处在最大值，同时制动闸状态为松闸，要求闸瓦与制动盘间相应间隔是1.3mm。在机电设备进行制动时，必须综合研究工作状况，电液控制系统要下达控制指令，此时设备能够自动实现油压的减小，进而完成制动控制。在理论方面而言，环境温度若是在40℃，其制动频率就应该是10/h，并且盘面温度应该控制在150℃之内。液压控制系统可以对输送机实现软制动。此制动设备一般运用电动机的输出轴和输送机中的速度传感器实现运胶带作业环境下的监控信息数据合理控制，应用编程控制器实现信息数据的检测与显示，若是检测信息数据要比一般状况下设定数值大，此时PLC就可以减小供电电流，进而加强系统油压的控制，有效减小胶带速度；若是检测信息数据要比设定数值小，PLC就可以加大供电电流，进而把闸瓦打开，保证输送机的安全运行。

4.3 空气压缩机群组下微机监控系统

空气压缩机群组是煤矿企业生产的重要动力装置，国内空气压缩机进行控制时一般应用继电器，可是因为空气压缩机的监控要求与保护水平比较高，利用继电器进行控制难以满足需求，而且在故障的频繁发生加大了维修养护成本。同时，空气压缩机的自动控制和微机控制系统已经运用在许多矿井生产中，可是无法满足煤矿生产环境需求，难以实现长期作业。然而空气压缩机群组下微机监控系统能够实现现场信号实时收集，并且利用温度变送器和压力变送器及断水设备等动态实现，而CPU对送至PLC有关模块完成处理，此时就可以完成压力保护和监理等相关功能。

4.4井下风门实现自动启闭

現阶段，许多井下风门主要通过人工方式进行操作，由于开门操作力比较大，且负压大，就会造成风门开启与关闭困难，比较容易造成风门损坏。然而井下风门的自动开启与关闭有效解决了此种困难，对井下风门实施特殊构造，能够应用远红外传感器实施检测，并且利用PLC实现井下风门的自动开启与关闭，不仅在一定程度上减小劳动强度，还确保行人与车辆的安全。

4.5选煤厂集控系统中PLC技术的应用

在选煤厂的集控系统中运用可编程控制器技术，不仅能够加强系统控制性能的可靠性与安全性，还可以在一定程度上优化运用效果。因此，在国内矿山机电控制领域中运用可编程控制器技术十分重要，PLC技术的应用不但可以加强机电设备控制质量，还可以确保机电设备的运行的稳定性与安全性，降低矿山机电工作人员的劳动强度，减小作业成本，从而使矿产企业获取更大的经济效益与社会效益。

5 结语

科学技术的不断进步，对于自动化控制而言，PLC是其中一项十分关键的控制设备。在国内矿山机电装置控制系统中，运用PLC技术不但可以加强系统的稳定性，还可以提高企业的生产效率。另外，煤矿机电装置应用PLC技术，在整体上提高了机电设备的自动化水平，促进矿山企业的进一步发展。但是，PLC技术在矿山机电装置中的应用也存在一些问题，因此工作人员必须进一步研究与分析，从而确保煤矿机电装置的安全与稳定运行。

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