PLC技术在矿山机电控制中应用研究

张宇++汪玥玢

摘要：PLC技术是现代化及自动化技术一项尤为重要的控制环节，在近年的研究中，PLC技术取得了高速发展和改进，在矿山的机电控制领域也取得了广泛的应用，这在一定程度上满足了煤矿事业的现代化发展需求。PLC技术的应用不仅导致机电自动化环节更为顺畅和高效，还有力推动了煤矿事业的高效发展。本文主要对于PLC技术及其应用进行分析和研究，希望能够推动相关技术在矿山机电控制上的应用。

关键词：PLC技术 矿山机电 应用

中图分类号：TD63文献标识码：A文章编号：1009-5349（2016）13-0250-02

在现代化的矿山开采环节中，对于PLC技术的应用越来越频繁，随着PLC技术的应用范围逐步扩大，机电控制的自动化水平也获得显著提高，这也是近些年矿山生产效率大幅图提升的主要原因。但是为了有效保证PLC技术更好地应用到矿山开采工作，对于该项技术的研究就显得尤为重要。笔者主要通过对PLC技术的特点进行分析，并对其在矿山机电控制环节的应用进行详细阐述，希望能够为专业从业人员提供参考和借鉴。

一、PLC技术的含义

PLC技术在不同环节中的定义存在差异性，在矿山机电系统中对于PLC技术的定义是指在工业环境中，通过数字操作系统，同时在操作环节中可以实现编程的逻辑控制器。在实际应用中，这种技术的表现形式即是通過编程操作实现存储功能，从而实现对算数、排序、计时、操作等指令的操作，等系统接收到相关指令时，通过系统的方式实现输入和输出环节的控制，以便于实现不同程序的操作和控制。[1]

在现实应用中，PLC技术能够实现多种技术和系统的综合系统，因此在应用上也具备诸多优势，例如具备较强的抗干扰能力，在数据的传输环节具备较强的安全性和可靠性，同时能够推动操作系统的灵活性和便捷性。随着矿产开采行业的不断扩大，PLC技术在矿山机电控制的应用也逐步扩大，并逐渐占据不可取代的作用。在矿山开采过程中，以往的只是通过继电器设备进行控制，而此类设备主要是通过对各个硬件的组合、连接，通过运用串联和并联的方式进行操作，导致在设备操作中存在诸多问题和缺陷，在连接过程中需要大量的连线，导致在各连线环节出现较多的触点，连接的线路也易出现复杂化。同时由于设备的体积庞大，造成了系统占地面积大的缺陷，同时也引发了大量的电量损耗。同时由于此类系统在形成之后，很难对其进行改进和转移，导致在调试和升级环节变得复杂和棘手。由于系统的改良难度，也在一定程度上阻碍了煤炭行业的良性发展。在设备运行环节中，由于各连线的触点过多，导致设备增加过程中易出现不稳定的情况，在开关设备中很容易导致触点产生磨擦，这也降低了机电设备的使用寿命，导致设备和机器出现提前老化的情况。[2]

由于上述情况可知，针对原有的机电设备和先进的PLC技术的分析，我们在矿山的机电设备的应用环节已经取得了较大的成绩。

二、PLC技术在矿山生产环节的具体应用

（一）PLC技术对传统提升机的改良

PLC技术对于提升传统提升机的效率，改善现阶段提升机电流效率有很大作用。实现这种改变主要是通过较大的功率公职器和较大的晶闸管来实现。这也是现阶矿山机械最高效的办法，实现这一目标的步骤主要有：

（1）首先实现操作台的转变工作。在操作台的转变中，首先将原有的旧设备搬到一旁，将操作台进行整体性搬移，为新的操作平台的安装工作提供较为完善的条件。在改造过程中，还需要对原有的旧设备进行应用，在旧设备中完成UI操作系统的调试工作。

（2）实现新老设备的完美转变。为方便新老设备的转换工作，需要在回路中安装实现相互转换的转化器。在安装新的操作系统中，对于旧系统应该采用保留的方式。在必要的条件下或者存储空间允许的情况下，应该将旧系统一块保存，实现旧系统的备份性作用，保证设备的正常化运转。

（3）严格把控安装环节的质量问题。在设备安装之前，对于负责安装的员工应该进行严格的培训工作，要在经过严格的层层筛选之后，才能进行新系统的安装工作。同时要求安装人员必须具备完善的安装操作技术，积极参与未来设备维护和保养工作，只有这样才能实现设备和系统的有力维护和保障。

（4）尽量减少系统调试环节的耗时。在设备和系统安装之前，应该对于设备的各部件的安装位置和安装顺序进行及时掌控，同时严格按照规定操作步骤进行安装工作，在传感器安装完毕之后，应该进行给点测试，对于系统参数进行校对工作，保证安装的系统和设备符合实际的应用需求。

（5）提升系统的过程中，应该将设备的每个部分的运行情况输入电脑进行检验，保证设备提升中，实现准确无误性的改良。除了完成上述工作，还应该强化新旧系统的联合控制效率。[3]在完成设备升级之后，应该通过原有系统的控制环节对新系统进行相关参数的调试工作。通过新旧系统的联合控制，能够有效减少系统在调试环节中的困难，强化对信号的控制效率，同时可以实现对推动系统的一次性装卸载工作。通过这些行之有效的方式，能够有效减少系统在调试环节的工作量，提升设备调试的效率，减少企业不必要的损失。

（二）促使井下风门做到自动打开和关闭

在当前大部分的矿山生产中，矿井下风门的启动和关闭一直都是利用人工操作来实现的，但是受到井下风门的负压的影响，在风门控制过程中需要比较大的力量，使用人工操作来完成的难度比较大，操作起来十分不方便。如果出现操作不当会造成比较严重的后果，一方面会导致风门出现损坏的状况，另一方面会造成操作人员受到伤害。而通过利用PLC技术借助红外传感设备实现了对井下风门操作的自动化控制，这样节省了人力而且使得工作效率提高，同时降低了车辆出现事故的几率，降低矿山运行的成本。在实行风门自动启闭设计时，要注意的是先开窗再开风门。其原理是因为风门两面都存在一定的压强差，井下风门的面积比较大，风门开启时所需要的压强也比较大，为了保障风门操作过程中的安全，一般会在风门上设置一个面积比较小的窗户用来平衡风门两面的压强差。当风门两面压强平衡时，自动启闭的操作力要求就会减小。[4]具体过程是通过红外感应设备对车辆的近处进行监测，但需要开启风门时，会将控制信号传输到电礠阀中，电磁阀在接收到控制信号之后向系统进行供气，随后活塞将向外运动，同时风门上的窗户在活塞带动下打开，在风门达到相应的位置后停止运动，随后风门开启，风门关闭操作时首先通过活塞运动关闭窗户，之后风门关闭。

（三）PLC技术对运胶带机的改造

伴随着机电液一体化的逐步成熟和发展，目前已经将其应用于矿山机电控制系统中，主要的控制制动装置是KZP系列盘式装置，该装置主要由液压站、制动装置以及电控系统三个部分组成。在整个的可控制动装置中，制动装置主要是借助闸瓦与制动盘之间的摩擦而形成制动力矩，随后通过液压站的调节来改变制动力。在设备正常工作的情况下正压力为0，系统油压达到最大值，这个时候制动闸处于松闸状态，闸瓦与制动盘有着一定的距离；设备在制动过程中，首先分析工况，电液控制系统自动发出相关的指令，设备根据指令自动降低油压实现制动控制。在理论上来说，当环境温度为40℃时，盘式可控制制动装置的制动频率为10次/小时。盘式可控制制动装置利用电动机的输出轴以及输送机的速度传感器对运胶带正常工作時的各项数据进行相关的检测和控制，之后通过可编程的控制器将这些数据具体显示出来，当监测数据超过运行过程中的定值，控制器可以自动降低供电电流，从而控制制动系统油压，进而实现运胶带机的减速；相反，如果数据小于运行定值时，则会通过增大电流来实现运胶带机的正常运行。[5]

（四）PLC技术在空气压缩机群组微机监控系统汇总的应用

在当前矿山的日常生产工作中，空气压缩机是其中非常重要的动力设备，一般情况下，在空气压缩机的控制过程中大多使用的是继电器，认为由于对应的控制要求以及防护水平无法达到继电器要求的标准，因而在出现故障时会直接导致修复成本的增加。不仅如此，空气压缩机自动控制以及微机控制系统在一部分的矿井中也逐渐得到了应用，但是无法适应矿井下的生产环境，无法保证长期的正常使用，会使得设备的寿命缩短。空气压缩机群组即微机监控系统是PLC技术的最新研究成果，可以将现场信号的采集通过温度变送器、压力变送器以及断水装置进行动态实现，中央处理器对于传输到可编程控制器的相关信息进行科学的处理，从而有利于促进压力保护、监控以及集中控制空气压缩机群组等功能的实现。

（五）PLC技术在矿山机电控制中的应用效果

PLC技术，作为现阶段自动化领域最主要的设备控制技术，已经逐步在矿山机电设备中得到广泛应用，PLC技术的广泛应用，取得了比较显著的效果，提升了矿山机电设备的自动化水平，使得矿山机电控制中的数据更加的准确，提升了设备的稳定性。同时，PLC技术提升了传统的提升机的效率，改善现阶段提升机电流效率，在井下工作中实现了风门的自动启闭，减少人工操作，提升了工作的效率和安全性。

三、结语

综上来看，PLC技术在矿山机电控制中有着非常重要的作用，已经逐渐广泛应用于矿山生产的各个环节，发挥着至关重要的经济价值和社会效益，不仅可以保证相关操作的安全性和准确性，节省一定的成本，同时可以有效提升矿山工作的效率和质量。因此，需要我们在矿山机电控制的应用中，强化对PLC技术的应用，同时对于应用环节进行不断的优化升级和完善创新，全面提高设备在机电控制环节的效率，实现最大化的经济效益。

参考文献：

[1]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）：246-247.

[2]崔银平，苏继，张庆等.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）：104，106.

[3]王丹丹.PLC技术在矿山机电控制中的应用研究[J].科技视界，2014（29）：288.

[4]马洪亮.简述PLC技术在矿山机电控制中的应用[J].机械管理开发，2015（1）：89-91.

[5]杜玉发.PLC技术在矿山机电控制中应用研究[J].黑龙江科技信息，2013（13）：51.