论PLC技术在矿山机电控制中的应用

张颖异

摘要：随着自动化和信息技术的不断研究和推广应用，在矿山生产中，各种使用到的机器设备，应用PLC技术，能够加强矿山机电的自动化控制，既节省了人力资源，也以精准化、自动化、全面数据检测和收集等优势，逐渐在机电设备改进、升级中有了广泛的应用。

关键词：PLC技术;矿山;矿山老旧提升机;运胶带机;风门

矿山作为充盈着物质和能源矿石的自然地域，随着人们对于科学技术的创新和提升，矿山事业也在矿山机电的自动化发展中逐渐向着更安全、更高效的生产方向发展。其中，PLC是重要的机电设备自动化控制器，加强了系统组合的灵便和安全性，在矿山机电的控制中具有重要的作用。

一、PLC技术的概述

据国际电工研究，PLC技术是一种利用数字运算来操作的电子系统，其核心是利用存储器所存储的数据，再加上可编程控制器对收集、输入数据的计算加工，以数字模拟式的信息数据输入和输出，从而精密控制生产过程中各类型的机械或生产目标。PLC技术的优点是可靠性好、灵活性高等，在系统组合中利用PLC技术的能够实现在线程序修改、编程语言等操作，因此在控制矿山的机电运行中具有重要的重要。可以根据PLC技术的结构功能特征，将其配置结构划分为：底板、内存、组合式机架、电源模块、I/O模块、CPU模块等[1]。

二、在矿山机电控制中，PLC技术的具体应用

（一）用以改造矿山老旧提升机

将PLC技术用以改造矿山老旧提升机能够很大程度上的提升其运行效率，其主要是在大功率的控制器、晶闸管和变流器的装置作用下，让矿山开采的老旧提升机在原继电器的控制上被改造，获得更好的利用效果。主要操作程序如下：

首先，转变工作台。将老旧提升机的直流主电机、部分构件机械等保留下来，让提升机能够在老系统的基础上持续运行，再将原有操作台转变为新操作台，对电枢回路做重新调整，添加转换刀闸从而让新、老系统能够以工作方式转换转换的方式共同维持运行;加设多路航空插头切换系统运行，从而更好的控制提升机的制动系统的运行[2]。这样的调试方式一方面保障了新系统尚未真正投入应用的调试时，老系统能够负担设备工作，而且老系统永久保留的方式，也能够起到新系统的备用作用。接着，在老旧提升机的改造安装过程中，应当保障技术人员的标准化安装能力及参与后续设备维护的全过程参与，能够加强设备改造质量。在应用PLC技术的安装全程，需要以电控、现场监督等密切监测方式，对井筒位置的开关、安装进程和机械润滑制动系统情况等做好详细了解，这样既保障了改进质量，也有利于以科学有效的改进方法减少新系统的调试时间;对于传感器的监测和校准，可以利用实时送电测试，确保测量的每个参数能够与提升系统运行实际对应;对老系统的检验和提升主要是为了保障老系统能够在需要时尽快无误切换，因此主要是对每个构成部分的持续运行过程检验。对于提升机所涉的老系统、控制器系统等的装卸载系统做在线调试检验时，应当尽可能以一次性、快捷准确调试的方式来有效控制工作量。对于闭环系统的稳定性检验主要是确定其动态响应时的各参数状况，从而更进一步的实现全系统的空载和重载测试。最后，在以上的所有提升、改进和检验测试都达标后，一般将矿井机电设备全部停产两天做全系统空载，确保合格后即可装载重物正式运行，以PLC技术对矿山老旧提升机实现全面改造，提升了其在全载重物方面的自动化方式和能力[3]。

（二）用以改造下运胶带机

利用机电液一体化的KZP系列盘式机电控制，是矿山开发和利用的常见机械，而其利用PLC技术可控自动化制动装置，加强了设备的实效性作用。KZP系列盘式主要由液压站、制动装置和电控系统三部分组成。其制动装置的原理是通过闸瓦同制动盘间的摩擦制动力矩，加上来自液压站的压力调节，改变了运胶带机的制动力。这系列的可控装置主要是在电动机上的速度传感器在运行时感知胶带上的多样化数据信息，显示在显示器上。应用PLC技术改造下运胶带机，一方面能够帮助运胶带机监测和收集到更多数据，另一方面能够以自处理的方式进行数据和处理和运行方式改造，具有实效性。

例如在设备正常運行、正压力为0的一般情况下，其油压最大，制动闸松开，而闸瓦和制动盘间间隔大概为1.3mm;若设备需要尽快制动，则由传感器收集数据，计算、数据处理器分析工况，由电液控制系统自主做出控制指令，通过油压的自动降低来控制设备制动。一般将设备自动化程序设定为，若环境温度到达40℃，则盘式装置每小时制动10次，保障盘面温度低于150℃，而其双回路完全对称设计的液压控制系统，保障了其发挥软制动作用的效果。从以上可以看出，应用PLC技术改造的KZP系列盘式在所监测到的设备实际运行数据高于正常运行的设定值时，一般会由可编程控制器来自动的降低供电电流，控制油压，从而降低胶带运行的速度;若监测实际运行数据低于设定值，则也能够自动的扩大供电电流，打开闸瓦，以预先设计的标准化动态可控的运行机制，保障运胶带机的正常运行。

（三）用以实现井下风门的自动启闭

矿山的矿井开采中，井下风门能够对开采效率和工作难度起到很重要的影响，而其工作环境的负压大、风门管理难度高等特点，也让风门常常难以得到及时有效的管理，并且非常容易损坏。应用PLC技术来实现井下风门的自动启闭，就是利用红外线传感器精确监测设备运行的实际情况，在预先编写的自动化程序控制器作用下，让井下风门能够根据工程开展实况需要自动启闭。这样既降低了人工成本耗费，也保障了工程区域内车辆、行人的进出安全性。

由于风门的面积较大，加上其两侧在开闭过程中产生的气流的作用下，所形成的气压差，一般启动风门的检测重量为40kg物体的运行，正常流动和风门开启后，压力会使得检测重量降低5kg左右，使得难以继续开启。对此，为规避风门只能部分开启的状况，应用气缸传送带提供风门开闭驱动力，借助气缸小气窗降低气压变化导致的风门压力变化，结合电力的能量驱动作用，共同保障了风门的正常开启和关闭。

综上所述，本文以PLC技术这项自动化的电气设备控制技术为中心，主要分析了PLC技术的基本原理、构成和作用，并从多个层面阐述了该项技术在矿山的老旧提升机、运胶带机和风门等机电设备的自动化改进和升级中的应用，从中可以看出这种技术的应用重要性和作用。

参考文献：

[1]PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析[J]. 李海月.  科学技术创新. 2019（35）.

[2]PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用分析[J]. 郭婵.  科学咨询（科技·管理）. 2019（12）.

[3]PLC技术在电气工程及其自动化控制系统中的运用[J]. 胡福丽.  当代化工研究. 2019（17）.

（作者单位：宝泰隆新材料股份有限公司）