探讨plc在煤矿电气自动化过程中的应用

梁超

摘  要：众所周知，煤炭资源是我国的重要资源，为满足新形势下对煤炭资源的需求，需不断完善生产设备和生产技术。PLC 技术的应用，提升了煤矿电气自动化的生产水平，解决了传统电气生产中能耗高、可靠性低等问题，促进了煤矿行业的协调发展。

关键词：PLC;煤矿;电气自动化

引言

由于煤矿现代化进程的不断深入，在煤矿开采过程之中，对各项设备的要求越来越高，现阶段，大部分的煤矿生产流程越来越完善，为了进一步提升煤矿电气控制水平，合理运用PLC控制技术至关重要，鉴于此，本文重点研究PLC控制技术在煤矿电气控制当中的整合应用要点。

1 PLC 概述

PLC控制器是多个模块共同构成的，主要有存储器，通信模块等，用户可以依照需求的不同，进行简单的编程，与此同时，PLC具有很多接口，可以很好的与外部进行通讯，另外还有很多 10 口，可以把产生的信号向外输出，与此同时 PLC技术具有灵活多变等诸多优点，工作人员能够对 PLC设备进行很好的使用，对电气自动化设备进行控制，在这种技术应用的时候，能够大幅度减少人力资源的消耗，少数人员就可以对自动化控制系统进行操作，PLC的抗干扰能力很强。

2矿山电气控制中运用PLC控制技术的重要意义分析

PLC控制技术，又被称作电子控制系统数字操作控制，主要运用良好的编程方式完成相应控制，在煤矿电气控制系统当中，通过运用PLC控制技术，编程所产生的程序，能够保证煤矿电气设备得到更好的管控。与常规的煤矿电气控制技术相比较来说，PLC控制技术的优势特别显著，具体体现在以下几方面：第一，具有较为显著的扩展性，能够更加准确的进行系统扩建，而且操作过程较为便捷，系统维护难度较低。第二，PLC控制系统中的各项设备终端接线能够实现可拆卸，在带电状态之下，操作人员仍然能够将不同的部件插拔。第三，供电模式较为稳定。PLC控制技术主要运用UPS供电系统进行供电，能够避免系统突然断电而产生的数据丢失现象的发生。

3在煤矿中的具体应用

3.1在排水系统中的应用

煤矿井下排水设備的运行直接关系整个工作面的安全生产，如果不能做好排水设备的设置，将严重影响矿井工作的正常进行，甚至造成人员伤亡。事实上，井下排水设备是煤矿生产中能耗最为集中的设备，传统的排水自动化水平较低，而且不能及时地响应系统，不能完全适应工作面对生产安全的需求。因此，相关研究中提出应用 PLC 技术实现工作面与井下探水系统相互适应，相互配合，保障安全生产的子路。通过对 PLC 技术的应用，使整个系统能通过 3 种方式进行控制，与排水系统现场契合。

3.2在井下风门中的应用

通常情况下，矿山风门两侧空气会形成一定的压力差，矿山的风门面积比较大，如果要将风门打开，需要40kg压力。若矿山风门处在打开状态，压力差能够减小大约5kg，风门的打开难度增大。研究人员经过认真研究发现，利用气缸的传动来带动风门，能够有效避免上述现象的发生。利用气缸传动，有效带动风门，重点利用小风窗来带动风门，保证风门得到更好的开启。但是，因为矿井风门的开启条件不同，存在较大差异，例如，当矿井当中采用电动风门，能够有效降低矿井风门的开启难度。将PLC技术运用到矿井下风门当中，形成良好的电动风门，能够保证矿井下风门开启难度不断下降。电动风门的运行原理如下：电力控制系统会发出相应的控制信号，电磁阀接收到控制信号之后，能够带动油缸开展活塞运动，将矿井下风门有效打开。当风门开启角度达到90°，电磁阀会立即停止工作，矿井下风门不会再次开启，作业人员方可顺利的进出风门。在风门关闭环节，控制系统会传输良好的关闭控制信号，电磁阀接收到相应的信号之后，能够开展相应的运动，带动油缸进行运动，风门能够在规定的时间内关闭。

3.3在皮带运输机中的应用

PLC 系统采取自动化操作方式，在组态软件和PLC程序共同作用下，工作人员可通过远程操作指挥设备启停。系统转变为自动控制模式，根据程序设定的启停完成控制，同时分析数据信号的运算采集，根据分析结果完成报警等功能。如皮带运输机发生故障，系统可发出警报信号，并自动停机，组态系统可保存故障相关数据，以便维修时使用，紧急时刻组态系统可关闭全部设备的运行。此外系统支持手动操作方式，工作人员可随时启用手动操作，操作任一设备，系统根据操作指令完成运输工作。

3.4在提升机中的应用

PLC 控制系统在对整个提升机中的应用，就是大功率晶闸管变流器组合，对原有的继电器进行取代，实现提升机自动化的功能。主要操作包含：原有的直流主电机和一些提升的机械还可以保留，为老旧提升机运行做出保证，除去原来的工作台，设立新工作台，对电枢回路进行相应的调整和改进，增加相应的转换刀闸。一些老旧系统在对转换刀闸进行联合作用时会对新旧系统的转换工作进行相应的控制，在新旧系统进行切换时是由多路航空插头完成的，其次对提升机制动系统润滑油泵的控制工作有效完成，新系统在进行调试的阶段稳定性能相对较差，因此，为了对生产进行相应的保证，需要对整个新旧系统进行相应的辅助，在一定条件下可以将旧设备留下永久使用。在改造安装进行调试工作时，需要根据未来维护人员进行负责，需要相关人员的全过程参与，更好实现整个质量的良好控制，在安装过程中需要进行相应的电路控制和检测。特别是对井筒部分的开关、行程和不同位置的机械制动系统进行有效运行，在保证工程质量的基础上，对整个新系统的调试周期进行有效缩短。对传感器的检测和校对需要以在线送电的方式进行检测，要对各个测量的参数和系统的实际作出保证，对旧系统进行提升的时候，需要对各个部分的运行过程进行相应的检测，更好实现无误一次切换。旧系统在 PLC 控制的过程中实现了对系统卸载的在线有效调试，还能更好地对整个系统的信号系统进行良好的控制，降低了全面调试的工作量。对系统的动态参数进行了相应的确定，根据相应的参数对整个系统的空载和重载进行一定的测试，保证实验传统的回路中闭环系统的稳定程度在标准水平之内。

3.5空气压缩机设备中的应用

作为煤矿开采的主要机电设备，空气压缩机在对煤矿自动化生产、开采中发挥着巨大的作用。但过去十几年力，空气压缩机主要采用继电系统技术作为操控系统，无法发挥维护及检测其他机电设备的功能，导致企业在矿山开采作业过程中，发生机电设备损坏、故障的情况时，不能及时做出反应，从而导致大量煤矿事故的发生，威胁着煤矿工作者的生命安全。因此将 PLC 超控系统应用与压缩机设备中，采用计算机群组的方式，实现对作业现场状况的实施监控，一旦出现故障，系统可及时对存在故障的机电设备下达数字指令，通过调度其他设备的形式，达到维修设备的目的。与继电技术相比，PLC 控制技术能够更加有效地对继电设备进行监控、维护及维修，从矿山开采作业角度分析，PLC 技术能够及时有效发现隐患、处理隐患，从而减少矿山开采事故的发生。有利于矿山工作者将精力集中于日常的工作中，直接提升了企业的生产效率。不过，由于矿山作业环境的复杂性、恶劣性，PLC 系统也存在着明显的不足。在故障报警、设备输入信号以及抗干扰等方面存在的瑕疵，进而降低了 PLC 系统的可靠性。

结语

煤矿自动化生产中，PLC 技术不仅表现出了良好的经济性能，而且具备较高的可靠度。PLC 技术在煤炭提升机、运输机、排水泵及设备集中控制等方面应用效果良好，提升了安全生产效率，降低了设备维护费用，提高了经济效益。随着科技的不断发展，PLC 技术将广泛应用于煤矿自动化生产。

参考文献

[1]  李明子. 矿山电气中 PLC 控制技术的应用[J]. 硅谷，2014，7（23）：88 +92.