PLC在矿山电气自动化控制中的应用研究

孙崇君

（江西鑫通机械制造有限公司，江西 萍乡 337009）

PLC作为被广泛运用于多个行业领域的成熟技术，是通过收集用户需求，对任务开展逻辑控制相关的计算，以及设备生产顺序调整，以及对各项操作指令进行技术分析。进一步结合数据转换后输出的方法，帮助完成对设备实际运转情况的监控。结合PLC本身就具备的独立运算能力，执行所需扫描指令工作，并依据任务指令和运算模型，对自动化装置的运维情况，开展完整的记录和存储。并将终端输出数据，转换成数字信号过后，及时反馈给计算机，科学合理的操控电气自动化设备。PLC在产生和成熟之时，就以维修简单、通用性高的优势，被广泛运用于农业、工业。能够通过利用终端及时反馈的做法，提升自动化控制技术的性能。有助于各行业工作人员完成对设备的检修与维护，实现对多元化数据的检索。

1 基于PLC的矿山电气自动化控制应用研究

1.1 采集PLC矿山电气自动化控制数据

在矿山电气自动化控制的过程中，应着重于对端口进行设计。而相关设计的重点，则在于对设备内部的端口开展有效更新。依照设计原则和设计惯例，PLC设备内部应具备3个端口，可分别将其编码设置为1到3。这3个端口本身的设计并不具备更多的创新性，因此需要通过利用对设备终端数据的捕获动作，来进一步优化这3个端口的设计理念问题。具体的做法就是，设置端口1的代号为“001”。于是其他两个端口的代号情况，就成为了“002”“003”。这3个通讯端口的通讯地址，就可以分别表示为“0101”“0202”和“0303”。这样的简单编号，除了能够代表端口的通讯地址，还包括对于相关数据的精准定位任务。在定位任务能够得到完成后，应结合设备的通讯指令，来进一步得出相关数据的并行排列方式，最终完成针对于端口的数据输出[1]。与此同时，除却对于设备端口数据输出的控制，还应充分考虑到WSMP协议，这一协议直接影响着对矿山电气自动化控制数据的相关采集工作，并应以该协议为准绳，作为矿山电气自动化控制的原始数据，来完成对于程序应用流程的构建，构建流程如图1所示。

图1 PLC在矿山电气自动化应用中的使用流程

如图1所示，PLC在开始运行过后，就会自动纠正相关模块，并开展自主的矫正工作。此时，就需要对可能出现的设备运行故障展开分析，监督设备的运转情况，杜绝因故障出现所导致的损失。并在接下来的流程中，通过扫除故障，来进一步跟踪设备的控制位置问题。最后就是针对于技术本身的主要控制方向的研究，技术的控制方向，本身就具备极佳的自我修正性。在多数情况下，使用流程都能基于极佳的设备性能来得到完美的运作，完成对得到控制过后数据的输出工作。

1.2 设计PLC矿山电气自动化控制器

依据前文对于电气自动化应用流程的梳理，应在成功采集矿山电气自动化控制数据的基础上，进一步设计相关控制器。面对这样的问题，就需要结合现有的Interbark通讯网络，来对相关协议的内容进行科学的梳理。通过对协议内容的遵循，利用开展限制循环次数的工作，对支持多路同步自动化控制的行为进行控制，控制的具体协议信息如表1所示。

表1 PPI高级控制协议具体信息

表1当中的高级控制协议信息，是基于矿山电气设备自动化控制的实际情况来被予以使用的。在这样的选择当中，包含这结合实际情况来进行协议选择的逻辑。众所周知，在实际的电气自动化控制任务当中，其设备自身的流动信息量并不是很大，因此利用PPI高级控制协议来规定具体的控制范围，就已经足够满足矿山电气自动化的应用需求。在已知了相关需求框架过后，就可以进一步对控制器展开规范化设计。通过按照控制协议的文本内容，选择能够被利用起来的编程协议，完成对矿山电气的闭路循环设计。紧接着就是利用传输线缆，连接设备自身以及处理器，结合脉冲来切换对设备的控制模式，将数据以“RE”的格式，写入到缓冲区当中，以便对矿山电气自动化循环控制状态进行有效判定。在控制器问题上，从存储自模块接口着手，与编程器展开合理对接，最终实现矿山电气自动化控制的作用。

1.3 智能调频矿山电气自动化运输动作

在设计了PLC矿山电气自动化控制器后，应为其增加智能化调频功能。这是为了避免设备长时间空转，所产生的能源浪费。面对可能产生的电能浪费情况，就需要通过加强对运维网络的控制，利用调频通信单元加强对矿山电气设备的自动化控制。这样的做法，除了能够帮助协助用户获取得到相关的传输数据，并将其从最前端区域传递到设备内部,还能够帮助将设备内部所有电流输出的直流电和交换器电压,用来协助调整设备本地的电压进行传输。此外,在所有各种类型的矿山自动化通信管理网络中,加入通信管理模块,就能够直观且准确地帮助相关从业者,获得和了解到矿山地质、土层等各个方面的资料和信息。同时,还可以将远程设备常规化模块,引入到对设备的控制面板当中,这样就能够协助操作者更好地完成数据库创建和标签信息、编辑接收单元相关数据等工作,帮助大大提升了矿山企业的自动化数据安全性[3]。并通过对动态调速、静态调速两种效率模式的区分，完成对数据网络通信的控制任务。其标准在于，传输电流处于控制范围内，则保持当下传递速率，若传输电流超出控制范围，且时间持续2min以上，则表示设备磨损较为严重。此时就需要通过加快运输速度、提升传递速率，来确保传输工作的正常开展，保证电气自动化设备的稳定运行。

3 实验与分析

通过实例分析，指定型号为HZH-052-A255矿山电气设备，作为为本次实验的专用设备，开展矿山电气自动化控制实验。为避免其他变量对实验结果产生不必要的影响，应在本次实验过程中，对矿山电气自动化控制数据传输参数进行规定。使用本文基于PLC设计方法自动化控制矿山电气控制组，通过matlab软件测得其控制波特率，将其命名为实验组；再使用传统方法自动化控制矿山电气，通过matlab软件测得其控制波特率，作为对照组，设置10组实验展开波特率对比，实验结果如表2所示。

表2 控制波特率对比表

通过表2可知，本文基于PLC设计控制方法，利用软件开展分析后，所控制的波特率情况，要高于对照组4倍左右，两组波特率在平均值上相差137.71bps，证明文中方法能够极大提高对波特率数值的控制。依照基本概念来分析，能够得出结论：对波特率的控制越高，就证明水泵节能循环控制效率越高。

4 结语

本文通过对矿山电气自动化设备的研究，以及对于相关控制器的设计，证实了相关思路在实践当中的可行性。再依照这个思路，完成了对于设备应用方面的有效研究。结合本文设计步骤，能够基本解决传统矿山电气自动化控制方法当中，存在的诸多缺陷。比如智能调频矿山电气的自动化运输动作，以及对数据采集的行为，都存在一些改观。但文中的设计仍存在诸多不足，重点在于对波特率控制，以及测定结果的分析，这就需要通过进一步提升所得结果的精确度来进行优化。

同时，还需要对设备的优化设计开展更具深度研究，以此为提高矿山电气设备的质量提供建议。