PLC 技术在矿山机电自动化控制中的应用研究

冯玉龙

（内蒙古金陶股份有限公司，内蒙古赤峰 024327）

在矿山开采的过程中，需要应用到许多机电设备，那么该如何努力提升机电设备的运转效率，实现设备的自动化和智能化控制，是当前矿山领域的重要研究内容。随着近些年我国科学技术水平的不断提升，矿山机电设备的智能化水平与自动化水平也有了显著提升，PLC技术已经被广泛的应用到矿山开采工业当中，逐渐代替了传统的继电器控制技术，并且PLC技术为矿山开采领域所带来的良好经济效益为这一技术的广泛应用提供了更大的优势。PLC技术本身具备的灵便性和超强的控制系统，它拥有着超强的抗干扰功能和可靠性以及广泛适用性，并且还具备线上编改和编程语言简单的特点。将其应用到矿山开采工作中能够对矿山机电进行自动化控制，更好地完善机电控制系统，是提高矿山开展工作效率，促进矿山开采领域发展的重要技术。

1 PLC技术

实际上，PLC技术在不同领域中的应用可以表现出不同方面的内容。本文深入研究的矿山开采领域中，应用的PLC技术便是一种数字操作系统，是编程工业环境的逻辑控制器。应用PLC技术的主要表现是可编程储存，它可以储存包括算数和定时以及排序等一系列指令。在接收到指令之后，还可以通过各种方式来控制输入与输出，从而达到不同程序的不同控制效果。并且PLC技术还可以和多种系统进行有效结合，在应用操作的过程中，还拥有良好的抗干扰能力，为数据传输提供灵活方便功能与可靠性等优点。在现如今的采矿行业中，由于机械设备的众多，为了能够提升机械设备的运转效率，就需要做好机械设备的数据化管理，而将PLC技术应用到矿山机电的控制管理当中能够达到无可替代的重要作用。在以往的采矿工作中，主要应用继电器控制设备，通过主应用程序对多个硬件设备进行连接。这一控制设备在应用的过程中有着较大的缺点，即连接比较复杂，并且需要很多电线，设备的应用也比较复杂，不仅占用大量空间还会占用大量的工作时间。与此同时，过多的接触数量也会增加设备功耗，整个设备系统在完成之后也很难重建。当后期运转时如果碰到需要调试和修改的地方，就须修改或者调试管理系统，在调试或修整的过程中，十分耗费时间。在实际操作过程中，机械设备与此设备接触的过多，便会给设备带来更多的不稳定性。每一次的打开和关闭都会不可避免的带来摩擦和接触，这对机械设备的使用寿命都有着直接影响，容易导致机械设备的过早老化。从这个角度上来说，将传统的机电设备和现代PLC技术进行有机结合，可提升机械设备的系统控制水平，推动矿山开采领域的进一步发展。

2 PLC技术在矿山机电自动化控制中的应用

2.1 井下风门自动启闭的改造

在实际矿山生产过程中，井下风门的开启或闭合都是需要人工操作来完成的，所采用的控制方式也是以人为控制为主。而这种依靠人工的运行方式很容易造成封门开启和闭合操作的困难，长久人工操作还会给风门带来严重的损害问题。而PLC技术的应用能够有效解决这一问题，通过设置红外感应装置，可以灵敏地对进入或驶出车辆进行红外感应检测，不需要人工去启闭风门。并且应用PLC技术还可以实现风门启闭的自动化控制。当有车通过时，风门便可以自动打开，在车辆进入之后再自动闭合，这样以来能够有效提升工作效率，减少一定的生产成本。将PLC技术应用到封门的自动化控制当中，要设置好特定程序，确保窗户是打开的状态开启风门，由于封门本身的面积比较大，其两侧的压力值也比较大，为了能够有效减少开启封门过程中给两侧带来的不稳定压差问题，就需要设置一个面积比较小的窗户，来确保风门两侧压差的平衡。

2.2 PLC技术在螺杆空压机中的应用

在矿山机电的控制方面，由于传统空压机的性能比较差，将PLC技术引用到螺杆式空压机当中能够有效提高空压机的使用性与可靠性，从而可以代替传统的空压机，并且被广泛地应用到矿山开采领域当中。螺杆式空压机在运行的过程中主要有着吸气、输送和压缩以及排气这四个环节。这一机械设备的应用原理主要是螺杆内部旋转时，可和壳体的齿相啮合，将油和空气吸入压缩机当中，在齿槽啮合进行连续旋转的情况下，可将密封吸入的油和空气输送到排气口。在齿槽啮合表面不断变小，空气和油都会被压缩。在齿槽啮合面经过旋转到达排气口时，空气和油都会被压缩到机外。为了能够对压缩机达到有效的控制，就需要控制好螺杆的转速，这就需要在螺杆压缩机中安装逆变器。在排气量超出正常范围时，逆变器必须要发挥出控制螺杆转速的作用，使排气量能够恢复正常范围，起到稳定排气压力和节能的作用。

2.3 实现了井下阻尼器的自动开启和关闭

在实际的采矿过程中，地下减震器的打开和关闭都是需要人工手动控制到。但实际上井下阻尼的压力增加了工作人员的控制困难。由这可以看出，手动控制地下减震器是十分不便的，还容易造成损害减震器设备的问题。这时就需要应用PLC技术来解决这一问题。利用红外传感器，可以灵敏地察觉到车辆的通过，这时就不需要人工手动的去控制减震器的开关，可以通过编程控制器对阻尼器进行开关的自动控制。将减震器的控制装置科学适当的安装在入口处和出口处，能够为过往车辆提供高安全性与可靠性。当车辆经过时，减震器便可以自动开启；当车辆进入后，减震器便能够自动关闭，这样一来，能够大大减少运营成本和投资资金。与此同时还需要注意的是，减震器开启时要先打开窗户，然后再开门。减少压差给阻尼器带来的不稳定和不安全因素，通过安装小窗口来平衡双方的压力差，提升减震器本身的可靠性与安全性，及时降低减震器在开启时带来的压力，也能够更容易的打开，来避免对减震器的伤害，延长其使用寿命。在减震器开启时，信号便可以通过电磁阀传输到小窗口，电磁阀在接收到供气系统信号后，便可以产生活塞移动，来推动小窗口的打开。

2.4 PLC技术在空压机组微机监控系统中的应用

空气机在矿井的生产运转中是十分重要的机械设备之一。在对空气家进行控制管理的过程中，主要应用继电器进行控制管理，然而，传统继电器的应用并不能达到应有的控制要求与保护水平，这就会造成修理费用增加等一系列问题。并且这一控制系统的应用并不能很好的适应矿山的生产环境，无法在矿井中长期应用，并且会严重影响设备的使用寿命。而空气机组作为一种微机监控系统，可以通过采集现场信号动态的实现断水装置和压力变送器和温度变送器的控制应用。并且中央处理器能够科学的对可编程控制器的信息进行科学处理，发挥出集中控制和监测以及强制保护的作用。

2.5 传统提升机的改造

在当前我国还有许多矿山开采工作仍然应用着老式的提升机，为了更好地满足现代化发展的需求，就需要应用PLC技术升级老式提升机，这不仅能够保留老式提升机的支流主电机，还能够有效提升老式提升机的工作效率，提升自动化控制水平。首先，需要整体搬离老式提升机的原有操作台，为新操作台留出安装空间，这能够在不影响原有设备正常工作的基础上展开的最小改动。搬离的旧操作台还可以应用到其他仪器设备上，最大限度的进行回收利用；其次，可以通过在老式提升机上安装转换刀闸，实现多个控制系统的顺利转换，来提升老式提升机的运转效率。通过在润滑油泵上装置多路航空式插头，也能够促进新老系统之间的顺利转换。最后，应用PLC技术去升级改造老式提升机，还能够减少调试工作量，提升老是提升机的应用效率。

2.6 运胶带机的优化

在当前阶段，kzp系列盘式是矿山机电控制当中应用频率比较高的控制动装置，这一装置主要由电控系统和制动系统以及液压站系统构成的。kzp系列盘式可控制装置基本上是借助电动机的输出轴与输送带上的速度传感器，去实现采集胶带运行环节中多样化数据信息的目标，继而在显示器装备的协助下，将数据呈现出来。在PLC技术协助下的运胶带机的改造工作，一旦存在被监测的数据远远高于其在理想状态上规定的数值的情况，可编程控制器就会及时地将自体实效性发挥出来，通过降低数值来提升整体系统的稳定性，来实现控制系统的管控力度。对矿山机电设备的运胶带机进行改造时，应用PLC技术能够大大减缓胶带的运转速度，并且还可以通过实时监测来发挥出控制监管的作用。

3 结束语

综上所述，在矿山机电的控制系统中，应用PLC技术能够起到优良的控制作用，将其广泛地应用到矿山生产的多个环节中，能够发挥出更好的社会效益与经济效益。PLC技术的应用能够提升矿山作业的准确性与安全性，最大程度上降低经营成本，提升开采工作的质量与效率。由此可见，相关工作人员必须要重视PLC，技术在矿山开采领域中的应用与发展，通过不断提升应用技术和优化应用环节，做好完善和创新工作，来努力为企业和社会提供更多的经济效益。