基于PLC技术的矿山开采电气自动化控制技术研究

2020-01-09徐芳芳

世界有色金属 2019年21期

徐芳芳

（吕梁职业技术学院，山西吕梁 032300）

在当前自动化控制领域当中，增设先进的自动化控制技术能够更快的实现矿山开采电气设备的自动化控制水平，为经济发展提供有力支持。本文选用一种PLC技术融入到矿山开采电气自动化控制技术中。在矿山领域中，PLC技术是能够对设备进行数字化控制，并且实现编程的控制技术。PLC技术在保证传统变成控制设备及大型功率变流器的基础上，对传统电气设备进行控制改造，从而有效的提高电气设备的运行速率，更进一步提高矿山开采的工作效率。

1 基于PLC技术的矿山开采电气自动化控制技术研究

在对矿山开采电气设备进行控制时，电气设备控制参数的获取和PLC控制当量的计算是必不可少的两个部分，同时也是融合PLC技术的关键步骤，只有完成这两个关键步骤才能实现对矿山开采电气设备的自动化运行控制及远程控制。

1.1 电气设备控制参数获取

电气设备的控制参数获取首先要通过电气设备的实时运行，获取到过程中产生的所有参数信息，从而实现对运行过程的控制监督，实现电气设备自动化。

为了保证控制技术的精准控制，在进行控制参数的获取时可通过工业控制设备实现数据采集。工业控制设备具有可靠性高、可扩展能力强等优势。电气设备控制参数主要包括设备的正转运行参数、反转运行参数、故障参数、反馈参数、运行过程中的温度变化情况、运行速率等。

1.2 计算PLC控制当量

通过工业控制设备获取到电气设备相应的控制参数后，利用PLC技术对参数进行计算，从而获取到控制器、变频器、电气设备以及环境参数传感器的各项控制当量。PLC技术控制原理是当电气设备运行的过程中，对其设置一个理想的运行效果参数，即给PLC技术一个已知的定量。利用该定量电气设备自动给出一个初始值恒定的运行速率，待电气设备运行一段时间住户，获取上文提到的几组参数信息，并将其与定量进行比较，若参数超出了定量，从矿山开采安全角度考虑，应实时减低各设备的输出频率，从而降低电气设备的运行速率。如参数低于定量，则从矿山生产需求角度考虑，应提高各设备的输出频率，保证矿山开采的工作效率，直至与预设的初始值数值相同，停止控制。

PLC控制当量的计算公式为：

公式中，Vn表示为电气设备的输出频率；Cp表示为个电气设备实际运行中的比例系数；Ci表示为电气设备实际运行中的积分系数；a（x）表示为第x次获取时与定量之间的偏差值；∑a(x)表示为第k次之前，包含第k次的获取参数与定量之间的偏差值之和。利用上述公式计算出控制器、变频器、电气设备以及环境参数传感器的对应当量。

1.3 实现运行控制及远程控制

基于PLC技术的矿山开采电气自动化控制技术运行控制实现主要分为三种。

运行控制也可以称为就地控制，将控制中心作为主要的操作场地，将获取到的各类电气设备控制参数输入到工业控制设备当中，由相应的监督、控制软件通过不同的传感器、开关信号等进行实时的信息交流，并根据PLC控制算法计算出相应的数值与定量进行比较，判断电气设备的运行情况，是否出现故障情况，是否需要对故障进行处理并发出警报。

其次，将实时的环境参数、电气设备参数及运行情况进行处理，并将其传输到控制中心，再通过网络转化成信号的形式呈现到控制人员的计算机当中，各相关管理人员在对矿山开采的当前情况有了足够的了解后，再根据故障的具体原因找出故障位置，并及时作出处理了，减少由于电气设备故障造成的事故发生，减少经济损失，进一步提高工作效率。

最后，控制中心的计算机也可作为监控机，将矿山开采现场的参数信息经过处理后传输到其他具有监视权利的计算机上，实现多方位、多角度的控制管理。

远程控制是基于稳定、可靠的运行控制提出的，在运行控制的基础上，增加相应的远程控制设备，从而实现矿山开采电气设备的远程控制。主要增设的设备包括通讯设备、远程操作执行装置等，同时沿用运行控制中控制中心的计算机及相应控制设备。考虑到矿山开采现场可能存在强电磁场区域，因此，通讯设备的选择必须具有较强的抗强电场及强磁场的能力。远程操作执行装置选用可以通过监控机发布的相应操作指令完成相应的远程控制操作的设备，并保证每台设备的精确调试。

2 实验论证分析

提出具体的基于PLC技术的矿山开采电气自动化控制技术后，将其与传统的控制方法进行对比实验，主要针对矿山开采中电气设备的运行速率作为考查内容。首先选取不同类型的电气设备5台，分别利用两种控制方法完成两次矿山开采。将开采过程中产生的各项参数信息进行记录，为了保证本次实验的客观性，将其它影响因素均设置相同，完成实验。表1为两种控制方法的实验数据记录。