PLC在矿山机电控制中的应用

2021-03-25

当代化工研究 2021年4期

（山西煤炭运销集团保安煤业有限公司山西 045000）

引言

近年来，经济水平不断提升，矿井煤炭开采率不断增加，对应的机电设备使用量也在不断增加。在大量选用机电设备的同时，应当考虑机电设备自身的可靠性，避免在其生产过程中出现各种类型的故障而影响整个矿井的生产效率。为有效实现矿井经济效益的提高需要采用合理的技术降低矿井开采成本，诸多矿井开始广泛使用自动化机电控制设备以提升整体的工作效率，其中，PLC技术作为现阶段较为常用的技术之一，能够有效实现机电设备的智能化管理，在降低设备故障率的同时提升整个矿井的生产效率。因此，将PLC技术应用于机电设备的管理中能够有效促进整个矿井生产力水平的提升，降低事故发生率，最终实现矿井的安全高效开采。

1.PLC技术概述

图1 PLC的结构示意组成图

结合已有的文献[1]，国内外对于PLC技术的定义仍然存在较大的分歧。从矿山的生产技术来看，PLC技术可以定义为可编程逻辑控制技术，是现阶段机械设备制造过程中较为常用的控制技术之一。PLC的组件包含电源输入输出接口、编程器、控制器、存储器等各个部分（如图1），设备的主要数据交换通过操作机实现，能够有效实现数据的编程以及存储，对于数据能够有效进行逻辑计算，从而经过转化之后向对应的机电设备发出指令，最终形成反馈机制，原理如图2，在PLC技术的应用过程中可以结合计算、排序以及逻辑控制等多种计算机指令，对机电设备进行合理的调控，极大地提升了设备的利用率。同时，PLC设备的各单元组件之间能够进行自由组合，能够实现各种不同机械设备的有效控制。基于此，本文基于PLC技术的研究背景，结合其在矿井实际生产过程中的应用，对于矿山机电控制的现状提出对应的改进措施，以及推动矿井机电设备控制的发展。

图2 PLC技术原理图

2.主要优势

(1)减少人力、物力消耗

目前的能源背景下，企业生产都在追求节能减排。如何采取有效的措施，在降低事故发生率的前提下，提高整体的生产效率，成为目前生产过程中追求的主要目标。在矿井的生产过程中，PLC技术能够在实现节能的同时提升整体的经济效益，相对于传统的继电器来说，PLC技术可持续时间较长、能耗较低。在矿山设备管理中采用此项技术，能够有效实现节能，降低经济成本。与传统的电路控制相比，PLC控制所需的电路板较小，结构较为简单，同时能够实现程序性设计，降低失误率，最终完成设定的设备控制任务。

(2)可靠性较高

PLC控制系统中一般设置有多重电路组成且各电路间相互联系，当生产过程发现机电设备的异常情况时，这些电路系统能够有效发挥减少电路干扰的作用，从而保护电路，整体的操作过程更加智能化及安全。因此，PLC在机电控制中能够有效提升整个系统的稳定性，降低故障率。矿山生产作业过程具有危险性较高的特征，其结构较不明确，当出现设备失控的情况时需要中断作业，对工人的人身安全造成了极大威胁，同时也使生产效率降低。因此，在矿山开采过程中使用PLC技术能够有效提升整个机电设备组织的可靠性，降低矿井机电设备的故障率。

PLC技术大多较为先进，通过电路的设计能够减少外部环境干扰，最终实现整个矿井运行情况的实时监控。传统的技术大多需要设备的检查更新，工作人员的工作量较大且存在诸多安全隐患。而PLC电路只需要对相应的操作系统更新即可，能够及时改善目标区域的工作状态，同时完善整个系统的更新以满足生产需求。

(3)实用性更强

在井下实际生产过程中经常需要设置风门，风门的闭合大多通过人工操作实现。关于风门的开关需要工人与之接触才能实现，导致操作过程中工人劳动强度过大且危险系数较高，操作失误则会导致生命危险以及设备损坏。基于上述生产现状，需要对其进行有效的改进，其中，使用PLC控制能够实现风门的自动开关在现场应用中效果较为理想。同时，PLC在现场应用中表现出较强的实用特征，对于收集到的数据能够及时处理及分析，当出现问题时能够及时进行报警，通知相关工作人员进行处理，有效降低了工人劳动强度及矿井事故发生率。

3.PLC控制存在的问题

大多数矿井在生产过程中为降低生产成本大多选用传统的控制电路，这种电路形式消耗了大量的能源且效率较低。PLC技术起步较晚，经验较不成熟，同时现场应用的成本较高。我国对于PLC技术的应用低于国际先进水平，导致整体的生产力水平较低，中小型矿井大多采用的电路控制技术人为传统控制，缺少先进技术。同时，我国对于PLC技术的掌握仍然存在诸多不足，导致现场使用过程中出现问题时很难进行及时有效的处理，大多处理方式为更换设备，资源浪费较为严重。