PLC技术在煤矿机电控制中的有效应用

谷立波 张文刚

兖矿集团南屯煤矿运转工区 山东邹城 273515

煤矿能源对现今我国来说是非常重要的能源之一，而在煤矿机械领域发展的重要一环就是机电技术，随着我国现代化进程的不断加快，对于煤矿资源的需求量也在日益增加并且其中造成的环境问题也日益严重。现今时代对于怎样利用好日益发展的科技，增加煤炭产出率，提高企业的效率，并且在发展的同时降低对环境的影响是发展机电技术的关键性问题。

1 PLC技术的工作原理分析

PLC技术基于计算机技术，通过编程，利用自动控制来完成任务处理。首先收集外部数据信息，然后进行逻辑运算，最后将运算结果输出，设备得到指令后再进行相应的处理。整个过程仅有输入、执行、输出三个环节，系统的简便而高效极大地减少了人力，节约了工作时间，提高了工作效率。

（1）输入采样分析。输入采样环节是系统最为基础也最为重要的环节，第一步，PLC对输入接口进行全盘扫描，扫描出的数据被记录并存储于I/0映像存储区内，紧接着对数据进行分析处理。这个环节内，所有数据均保持独立性，不受外界操作的干扰。

（2）程序执行过程分析。程序执行过程是一个进行运算的过程，按照上下左右的既定顺序扫描程序并进行运算，运算结果记录于计算机之中。因运行是循环过程，所以在每个循环中所输入的数据必须保持一致，避免系统因信息错误而产生问题。

（3）输出刷新过程分析。输出刷新过程是PLC技术的最后一个环节，这一过程主要是执行最后的指令，根据这个指令对操作系统进行调整，维护机电设备。

（4）PLC的优点。作为一种利用数字运算来达到控制目的的自动控制系统，PLC可以利用存储在存储器当中各种可以编程的操作指令，包括运算指令、控制指令等，对连接到PLC接口上的机械设备进行控制。其主要优点如下：①抗干扰能力强，可以抵抗各种内外界因素的干扰，不易发生损坏，维护费用较低。②本身可以重新组合，系统在应用过程中较为灵活、方便。③编程所需的语言简单，而且可以根据不同的需求对程序进行及时的修改。

2 PLC技术在煤矿机电控制中的有效应用

（1）PLC技术在运胶带机中的应用。在我国科学技术不断更新优化的形势之下，我国的矿山机电控制系统已经趋于越发智能化，其控制装置名为KZP系列盘式装置，主要是由液压站、制动装置以及电控系统组成。在整个煤矿机电的控制动力系统之中，最为主要是依靠闸瓦与制动盘进行摩擦作用而形成力矩的，而根据液压量来调整动力的大小。通常情况下，在还未启动机器的时候压力大小为0，系统的油压此时达到了最大值，同时闸瓦与制动盘之间也存在一定的安全距离。而实现科学自动化运作的关键在于，处理器分析整个运作的状态，当设备接收到指令的时候能够自动进行油压的处理工作。通常情况下，在机器温度达到40摄氏度后，最大的煤矿机电制动频率为一小时十次。PLC技术在这个一过程中的运用，主要是体现在电流控制传输机的速率，通过实时的监测以及数据分析，技术人员对其进行提前的程序编订，从而使得整个系统能够对情况进行自我判断，如运输量相对较大的时候需要适度提升转速，而运输量较小的情况下则调低转速以求达到能源节省的目的。整个过程是依附在电流控制的基础之上，所以如何控制电流稳定是整个PLC技术运行的关键。

（2）在牵引采煤机中的应用。牵引采煤机是煤矿资源开发利用中最重要的机电设备，是有机械、电气、液压等为一体的大型的复杂机电系统。在牵引采煤机中引入电牵引技术，不仅显著提高了采煤机的工作动力，提升了采煤机的稳定性能，还有效减少了采煤机发生故障的频率。与传统的液压牵引技术相比，电牵引技术提高了采煤机的工作性能和安全性能，增强了采煤机的控制性能，实现了自动化控制的目的。

（3）在煤矿绞车中应用分析。PLC技术在绞车系统中主要是通过控制绞车的运行方向及运行速度来维护整个绞车系统。在运行方向上，在绞车开关开启的情况下，记录单位时间内触碰开关的次数。设定固定的时间间隔，记录在该段时间内触碰开关的次数，得到频率，PLC系统经过数据分析输出相应速度，控制运行速率。以5s为例，开关发生两次变化，当一个记录设备受另一个记录设备控制时，绞车上部触碰开关，产生向上的力将绞车向上推起。如果开关仅发生一次变化，绞车下部触碰开关，产生向下的力使得绞车向下移动。此外，PLC的预警系统还会在设备超负荷工作时，发出预警信号，通知工作人员快速解决，避免事故的发生。

（4）在矿井提升机中的应用。矿井提升机也是煤矿生产过程中重要的运输设备，具有控制难度较大、运行速度快和惯性质量大的特征。矿井提升机的运行环境极为复杂，对设备的正常运行影响较大。矿井提升机在工作过程常面临交替转换工作，常出现机械设备故障等问题，严重影响了矿井提升机的正常使用效率，降低了煤矿企业经济效益。在矿井提升机设备中采用微电子技术、仿真模拟技术等可以有效提升矿井提升机的智能化程度和机器运行的安全性能。自动化的传感元器件能够增强矿井提升机的自我判断能力和自我诊断能力，不仅简化了提升机的制作结构，还便于机械的安装与维护，有效提高了矿井提升机的性能[1]。

3 结语

PLC技术在矿井机电系统控制中的应用具有十分积极的效果，其不仅能将矿井各相互独立的子系统连成一体，提升井下设备操控质量和作业效率，还能大幅优化作业安全性，降低设备运行磨损率。矿井技术人员应进一步加强对相关技术的应用研究，从而将PLC技术更好地应用到井下生产的各个环节，进一步增强井下生产管理的统一性，为矿井的现代化建设奠定扎实根基。