自动化技术在矿山机电控制中的应用

李全杰　林建成　王勇伟

摘 要：介绍了矿山机电自动化控制的发展趋势，分析了PLC技术的概念、功能和优势，并且介绍了自动化技术在矿山机电控制中的具体应用。

关键词：自动化技术；矿山机电控制；应用

1 矿山机电自动化控制的发展趋势

自动化是一种操作简单、可靠性高的智能程序，不仅能够有效的降低生产过程中的劳动力强度，并且提高生产的安全性，更好的保证人员的安全，还有利于提升矿山生产效率的提升。正是由于其具有的优势，在当前我国矿山生产中已经得到了广泛的应用。

2 PLC技术概述

2.1 PLC技术的概念界定

PLC技术的全称是可编程的逻辑控制器技术，这种类型的控制器是专门针对工业环境所设计的，其主要操作途径就是通过预先设计好的数字进行设备运算与操作，是一种自动化电子装置。在PLC控制器中，存储器能够进行编程，并存储有关命令执行的逻辑、运算顺序、算数和计数等内容。不仅如此PLC控制器还能够通过数字式或者模拟式实现数据的输入输出，进而实现对矿山机电设备以及生产活动的控制。在运用过程中，需要注意的是：将PLC控制器与有关的外围设备按照具体的要求合成為一个完整的控制体系，从而可以有效地延伸PLC控制器的作用，实现PLC控制器的功能扩展。由于PLC技术能够较容易地实现与各系统的结合使用，同时具有较高的可靠性与稳定性，而且对编程的语言要求不高，操作比较简便，因此PLC技术迅速得到了推广。

2.2 PLC技术的功能

首先从PLC控制器的整个构成来看，主要有输入接口与输出接口、电源模块、外围设备的编程器、存储器、中央处理器以及扩展与外围设备的接口，在这些内部元件之间，主要通过数据和电源总线等方式进行数据交换。另外，PLC控制器还可以根据具体的设备需要，结合具体工作，对该设备进行控制，并执行编程语言命令，实现对该设备的操作。根据不同的结构形式，PLC控制器可分为模块式与固定式。其中模块式主要包括电源模块、内部存储器、机架、中央处理器和输入输出模块等，各模块之间以既定的规则来完成配置。在固定式PLC控制器中，主要有电源、内部存储器、中央处理器板以及显示面板。固定式与模块式的主要区别就在于固定式所组成的模块是完全固定的，不能进行拆分。

2.3 PLC技术的优势

PLC技术自身具有比较完善的功能、能够与多种系统进行结合、扩展的简便性、较强的实用性。正是由于PLC技术有如此显著的优势和应用价值，使得其在具体应用过程中能够满足多种工作需求，有效地实现矿山机电设备的控制。另外，PLC技术的便捷性也是其一个突出的优势。想要对PLC控制器进行应用，只需要简单的逻辑图或者编程语言即可，对编程的专业性要求不是很高。所以，PLC控制器的编程完全不需要编程人员进行专门的计算机专业知识学习，而且PLC控制程序的开发时间较短，其调试安装工作也不长。不仅如此，PLC控制器的程序能够进行在线修改，不需要进行装置拆卸。另外，其安装程序简单，维修难度也较小。除此之外，PLC技术能够实现在各种工业环境中运作，只需将其与不同的外接设备结合就可以使用。PLC技术采用了屏蔽与稳压等方式，从而能够有效地防止内部电源。对设备的干扰，同时通过密封性很好的外壳与抗震性能良好的结构作为屏障，因此使得PLC控制器具有强大的抗干扰能力，在工作中不会受到外界的干扰，从而有效地提高了PLC控制器的运行效率与稳定性，降低了故障发生的概率。

3 自动化技术在矿山机电控制中的具体应用

3.1 在螺杆空压机中的应用

螺杆式空压机在矿山机电控制中具有十分广泛的应用，由于螺杆式空压机具有较强的可靠性与实用性，因此正在逐步取代传统的空压机，成为矿山机电控制中应用的主要空压机。螺杆式空压机的运作过程主要包括吸气、密封与输送、压缩和排气4个主要环节。当螺杆在内部进行转动时，就会与壳体的齿沟相互啮合，从而使得空气能够从进气口吸入，同时吸入机油。在齿沟啮合面不断转动的过程中，螺杆式空压机会将吸入的油气进行密封并输送到排气口，然后在齿沟啮合间隙慢慢变小的作用下使得油气受到压缩。当齿沟啮合面转动到排气口时，受到压缩的油气就会被排出螺杆式空压机。如果在螺杆式空压机中设置变频器，就可以有效地调控螺杆转动的速度，从而对排气量进行控制。当排气量发生变化时，可以通过变频器来改变螺杆的转动速度，进而使得螺杆式空压机排气量回到正常的范围，以保持排气压力稳定，从而达到节约能源的目的。

3.2 在矿山提升机改造中的应用

传统的矿山提升机主要的控制元件就是继电器，随着自动化技术的发展，进行编程控制的控制器和变频器开始得到广泛的应用，尤其是在矿山提升机的改造工作中，更突显其应用价值。从目前矿山提升机的应用情况来看，通过自动化技术进行矿山提升机改造的具体步骤如下：首先需要拆卸掉原有的操作台，并安装新的操作台，但是需注意的是，在矿山提升机的改造过程中，仍然需要用到原有操作台；其次需要安装能够转换新旧系统的转换电站，从而有效地保证原有系统能够在改造过程中保持正常运转；另外，由于矿山作业尤其需要重视安全和稳定，因此必须在矿山提升机改造完成之前对新系统进行调试与检测，同时安排专业技术人员进行新系统的安装，从而为系统运行的安全性提供有力保障。

3.3 在防跑车门中的应用

斜井运输是矿井作业中十分重要的一个内容，但是在实际工作中容易出现跑车现象。为了能够有效地解决这一问题，我们尝试在矿山机电控制中设置一个安全门自动设备，从而能有效地预防跑车。在安全门中，主要使用PLC技术来实现设备的自动开闭。安全门通常安装在巷道里面，平时保持关闭，只有当矿车即将到达安全门时才会触动开关，使安全门打开。如果出现跑车现象，安全门就会自动阻止矿车。所以，通过安全门自动设备，不仅能够避免矿车损坏，同时还能有效地避免事故发生。

结论

自动化技术在矿山的机电控制中有了越来越重要的应用，当前，自动化技术在在矿山提升改造、螺旋空压机以及防跑车门中得到了应用，保证了矿山机械的应用安全并且促进了生产效率的提升。

参考文献：

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