PLC技术在矿山机电控制中的应用研究

郭子扬

摘要：本文在全面了解PLC技术原理的基础上，分析了矿山机电控制中PLC技术的优点，并对PLC技术在煤矿机控制中的应用要点进行了分析与探讨。

关键词：PLC技术;矿山机电;技术原理

一、PLC技术原理

PLC技术在本质上是一种带有编程功能的逻辑控制存储器，该技术可以根据用户输入的指令通过对数据进行逻辑运算和机械定时，实现对各种型号机电设备的实时控制。PLC通常由存储器、CPU，I/O、编程器、控制电源这几部分组成。其中，中央处理器CPU是PLC最核心的部件，PLC控制技术功能主要由CP互集成电路板来完成实现，对PLC控制运行起到关键作用。CPU主要由储存器、运算器两部分构成，CPI通过解读用户输入的命令，逐条执行各个不同的指令，并生成各种控制信号，以便快速完成用户发出的各种指令，在执行用户指令过程中，CPI同时会自动读取、分析、处理传入机电设备的各种数据，并对数据进行运算、存储。另外，CPU还具有控制输出状态的功能，实现对机电设备的有效控制。

二、矿山机电控制中PLC技术的优点

（一）可靠性高

对矿山资源进行开采的过程中，由于矿山有着与其他资源开采不同的特殊性，矿山开采的危险系数是远远高于其它工种的工作，因此就需要使用机电设备，然而矿山的主体结构是有很大的未知性的，机电设备万一出现了失控的问题，产生了重大的机械故障，那就很容易对矿山开采产生严重的危害，对在矿山工作的工作人员也会造成很大的威胁，所以矿山的机电设备需要有良好的可靠性。而使用PLC技术就可以很好的保障机电设备的安全性。PLC的制作工艺非常严格，同时PLC的内部电路可以有效的抵抗各种干扰，这是相对于其他技术所独有的可靠性特点，PLC发生故障的概率也是同类型产品最低的，使用PLC技术可以有效的监视机电设备，维护机电设备的安全运行。

（二）实用功能多

PLC拥有着许多的实用功能，随着现在科学技术的飞速发展，PLC的应用技术也在不断的更新换代，使用PLC可以有效的对机电设备展开监控，而且拥有运算各类数据的能力，可以精确的对矿山机电进行控制，对各种机电设备可以进行有效的故障检测、温度调控、位置监管等，因此在矿山机电控制中使用PLC技术，可以增强机电控制的速度，极大减少矿山工作人员的负担。

（三）节能效果好

现在社会的一大热点问题就是环保，全国的大小企业都踊跃支持国家关于节约资源的号召，施行可持续发展的生产方式。而PLC相比于使用继电器的方式耗能很低，矿山企业应用PLC技术正是响应了可持续发展的理念。煤矿生产开采往往涉及复杂的技术性，且生产作业量巨大，在煤矿开采作业过程中，机械机电设备的能耗较高，严重阻碍煤矿开采行业的可持续发展，不利于煤矿开采形成安全环保绿色生产模式。在绿色环保成为社会发展主旋律的今天，煤矿生产开采行业需要引进先进技术实现煤矿低能耗开采作业，PLC技术以其优异的低能耗性在确保矿山开采行业可持续发展方面起到重要促进作用，使煤矿生产开采的高能耗得到有效控制。

三、PLC技术在煤矿机控制中的应用要点

PLC系统本身非常灵活，编程语言比较简单，整个编程过程非常简单易操作，并且在实际操作中应用灵活，能够方式干扰，信息传输的稳定性比较高。PLC技术在工业生产的通信功能和顺序控制以及定时通信的技术，能够帮助电气设备安全可靠的运行。

（一）改造运胶带机设备的应用

运胶带机的设备改造中，经常用的四PLC装置变成KZP可控装置。KZP可控装置是用电动机输出轴和输送带上的安装速度传感，然后收集胶带运行中的数据收集，在装置中显示出来，如果速度传感器的装置检测数据超出预设范围，那么PLC装置就可以自动减速，保证系统处于稳定安全的状态，降低胶带机设备的怠速。但是如果检测的数据比预先设定的值要少，就应该反向调节，使胶带机设备的带速增加。

（二）井下风门自动关闭改造功能的应用

矿井生产过程中，人工控制井下的風门开关，但是井下的风门承受压力较大，因此风门在开关过程中压力较大，操作难度系数高。用PLC技术能够明显的改变这个难题，加上红外线的感应，能够对进出车辆进行检测，不需要人工就能完成风门的启动和关闭。如果有车通过，风门就可以做到自动打开，车辆进入风门之后会自动关闭，从而降低生产成本，保证提高工作效率。风门开启的过程中，有一定的流程。

（三）改造提升机设备的应用

用PLC技术对提升机进行改造的原理就是用大功率的控制设备进行电流改造，PLC作为主控系统确定了系统的工作方式，主要任务是发布控制命令，完成提升机的启动、加速和减速以及爬坡等过程，通过对提升机的设备改造，提升机设备的运行效果得到了改善。

改造过程可分三步：第一，先进行操作台改造，把老式的提升机平台转到一边，安装新操作台。改造处理的时候仍然要用之前的系统在旧操作台进行系统调试。第二，把转换装置装在回路上，保证新系统和旧系统之间能够灵活转换，安装新系统的时候还要保证旧系统能够适用。第三，安装中，工作人员需要有专业能力和丰富的经验，需要负责设备后期的现场维护。

（四）PLC技术在设备故障诊断中的应用

通过输入输出模拟信号，PLC技术能够及时诊断设备故障。首先是模拟信号的导入过程，随后系统检测模拟信号并与内存中的数据参考值进行比对，如果模拟信号与内存信号相似，则认为系统运行正常，如果出现较大差异，则认为系统运行出现了故障;PLC技术能够实现对开关量信号的故障分析，一个完整的PLC电路，能够检测到开关信号是否存在，如果实际中存在的状态值与已有的输入状态值相符合，则说明机电设备运行正常，如果两者存在较大差异，那么该机电设备可能发生了故障，这种即时的判断方法能够通过各节点来分别检测，能够使设备维护人员及时发现并准确定位发生故障的设备;PLC技术在中断方式故障的诊断中也发挥着作用，如果一个系统发生了故障，通过输入在中断源上的PLC就能够及时检测到故障信号，然后机电系统会根据故障信号做出反应，及时中断系统的工作与运行。

将PLC技术运用到设备故障的诊断中时，故障信号并不是直接输入计算机的内部系统，而是通过将故障信号转变成另一种信号进行输入，然后通过PLC技术对转变后的信号进行编辑，因此在整个故障诊断过程中，故障信号的采集是最基础最关键的工作，信号采集过程中如果出现了问题，那么故障的诊断也不会准确。

四、结束语

综上所述，随着经济的发展，煤炭用量不断加大，因此采煤作业的规模也在逐步提高，为了适应新时代经济形势下的煤炭需求与安全要求，PLC技术也被逐渐应用到采煤作业当中去，应用PLC技术，能够有效增强煤矿作业的自动化程度，保障井下人员安全，因此在煤司企业中得到了广泛应用。

参考文献：

[1]闫志敏.PLC技术在矿山机电控制中的应用研究[J].机械管理开发，2017，32（12）：127-128，138.