煤矿机电控制中PLC技术应用

2021-11-21刘伟

建材发展导向 2021年2期

刘伟

（山西西山金信建筑有限公司，山西太原 030200）

煤矿的机械化程度在不断地提高。各种机械设备的应用提供了煤炭开采的便利。提高了人的劳动效率，减轻了工作负担。与传统控制法相比，采用PLC技术对煤矿机电装置的控制具有显著优势。为了确保煤矿的安全生产，同时减少效率，降低运营能耗，及时查明煤矿的安全隐患。从而推动后续各项工作合理开展，对提高煤矿机电控制效率等具有重要意义。

1 PLC技术的特点

PLC有一些非常独特的功能，简单的编程很容易，PLC中使用的编程语言是一个简单的语言，比如逻辑图、梯形和语句表，它不需要计算机知识。系统开发周期短，现场调试简单。在保持硬件无损的情况下，程序在线进行调整。控制程序的修改很方便。PLC具有很强的功能，可以对复杂控制进行复杂控制。与同类继电器相比，它具有较高的价格优势，可以结合通信网络进行集中管理，实现分布控制的集中管理。适应能力强。经过长时间的发展，PLC产品基本上实现了序列化、标准化、模块化，为用户提供了各种硬件设备，使用户能够实现各种硬件设备的功能。根据实际应用需求灵活地进行选择和合理安排，构建一个不同规模、功能各异的管理系统［1］。该技术可以克服以往继电触控技术应用过程中功耗高，通用性差等特点，从而提高设备的操作效率。PLC本身还具有很强的交流载荷驱动能力，可以直接用来驱动小型泵的交流触点和大型电磁阀。

2 PLC技术的优势

PLC作为自动控制系统，充分体现了初步工程设计理念的方便性，在煤矿机电设备的控制过程中，能够有效保证设备稳定、平衡地运行，并有效保证控制灵活。更强PLC在煤矿机电设备的控制上，其优势主要表现在下列几个方面：

易于操作煤炭生产中有许多机电设备，每一种设备都有不同的控制要求。使用PLC技术控制，可以大大减少控制困难，并降低了操作人员对职业水平的需求。操作人员无需更改任何参数，可以利用自身的专业知识调整PLC系统中的各个参数。以PLC梯形图为例，可以根据设定过程对机电装置进行操作并控制。与其他控制方法相比，操作更简单、便于使用。PLC技术在实际应用中具有较高的集成度，因此价格低［2］。在运行过程中，只需与相应的外部系统进行配合，就可以确保控制的功能。与继电器控制相比，PLC技术自身具有较高的成本，但性能更全面，通过适当的应用，可以简化煤矿机电设备控制系统的整体结构，降低了机电设备使用费率。

3 PLC技术应用

3.1 应用原理

1）输入采样，输入采样强调有关信息的输出，通常采用扫描器提高输出效率，并在发送前将所扫描数据保存在相关的设备中。当煤矿机电设备需要对相应数据进行操作时，PLC扫描系统通过对机电设备进行有效的扫描实现了对机电设备的有效控制，以确保其随机性和有效度。为了保证数据的真实度、全面和及时性，进行合理分类，同时扫描数据必须符合实际的数据标准［3］。

2）程序执行，数据扫描信息的处理输入和输出采样处理完成后，需要数据进行一个梯形曲线模式数据扫描，这一扫描过程中需要数据从上到下，由左至右分别进行一个逻辑处理计算，以便于形成一个完整的扫描网络进行扫描处理数据。以此文件为主要参照，本地程序将更新［4］。在程序运行过程中，输入点必须被控制到它的原始状态，以确保在扫描过程中输入的采样数据不发生变化，并避免输入点或数据的变化所带来的操作漏洞。

3）刷新输出，连续刷新连续输出是作业中的最后一个链接。最后对以上两个环节的后续处理结果进行总结分析，形成结论，并可输出其他形式的综合数据等信息得出结论，便于系统执行相应的一致动作执行命令。要保证信息内容的顺畅传递。

3.2 具体应用

1）总体方案设计，当PLC技术在煤矿机电控制系统中应用时，其中最重要的一部分就是电气控制系统。整个系统包括：操作台的触摸屏，低压电柜的配置，制动电阻箱，变频电阻柜等等。在本文中，我们主要采用s7300核心处理器来讨论这一问题。其中，控制箱以监视电子控制系统为主，完成了机电控制系统升级，并接收了各种指示信号，变频电阻柜以控制整个系统速度，并反馈能量为主。

2）空气压缩设备的应用，在空气压缩设备中使用PLC技术能大大提高工作效率，而PLC技术能够有效地提高空气压缩设备的稳定性，提高空气压缩安全。在实践中，PLC技术能够根据监测准则提供不同的空气压缩标准，并能很好的监测空气压缩进展。该技术能够减少外部空气压缩干扰，提供最大监视空间，并极大提高了空气压缩效率和安全性。

3）在提升机中的应用，将PLC技术用于升降机控制，可以有效地保证安全工作。提升机是地面与地下之间的主要连接，也是煤矿运输体系的关键环节，其运行质量直接影响到煤矿生产安全。传统的煤矿葫芦控制系统多采用继电控制，运行效率较低，设备寿命短，需要人工操作。PLC技术不仅能提高机器控制的精确性，而且能帮助工作人员动态的监测机器设备实际的运行情况。发现异常后，设置在升机上的探测装备立即反馈，并将异常信息传送到控制中心。相应声光警报提醒驾驶员注意，并立即实施预设的急诊程序，以实现安全停止行驶，从而在提升机的运行过程中减少潜在的安全隐患。

4）绞车应用，PLC技术主要应用于绞车控制方向的运行。通过对目标设备进行设置，可以对绞盘开关和各种状态的出现进行统计分析。当绞车在短时间内被检测到启动钮时，当发生重复变化后，另一种计数设备将通过相应的算法进行调整，并通过在开关和绞车上部加入吸力，使绞车往上推动。相反，如果在此期间检测到绞车启动按钮状态较小，则开关将熔化，并与绞车底部发生碰撞，只需按压绞车就可以了。

5）在运输机系统中的应用，在传统的技术条件下，地铁煤矿安全带的运输方法多采用人工控制，当需要停止安全带的时候，操作者通过调整液压器的液压，实现了闸瓦和闸瓦之间的接触。带式输送机摩擦增大会使设备停止工作。这种方法有效，但由于摩擦作用，制动衬块复合时产生的热量会大，这将威胁煤矿的运输和员工的安全，并可能对机械设备造成严重的磨损和使用。生活相反，当PLC技术被应用到带式输送机系统中时，可以实时控制输送机的制动衬块，并在设备停止时使用间歇控制法，从而减少热量产生。确保制动效率，减少在制动过程中存在的潜在安全隐患，减少装置磨损，延长装置使用寿命。

6）在风门监控中的应用，在采矿系统中，气门是内外两条道路之间的气体交流关键，它能将煤矿开采的有害气体和粉尘运到地面，从而确保公路和井内的通风状况。其运行效果是矿山的生产。安全是至关重要的。过去，大多数的风门控制是在煤矿中手工完成，但由于存在地下负压，不仅手工控制风门很困难，而且容易损坏风门，从而威胁煤矿通风安全。应用PLC技术，可以实时监测风门位置上的人和车辆交通情况，以便在风门位置上安装红外传感器。当车辆需要使用减震器的时候，红外装置将收到的信息发送给PLC。在控制中心，相应的操作设备并控制减震器开始，在车辆全部通过后，控制中心再次对执行设备进行控制，并在确定安全后对其进行控制。

7）在安全系统中的应用，在从事煤矿安全生产经营过程中，安全控制系统的作用重要性不言而喻，因为一旦煤矿灾害深度很难及时撤离，一旦再次发生煤矿安全事故，就可能会造成安全系统问题。会造成严重的后果。在分析煤矿原始安全生产管理模式的过程中，安全问题十分重要，但机械装置和检测系统比较简单，所获取的各种管理信息也比较不准确，因此在煤矿安全管理中不能使用。提供可靠支持PLC技术的使用可大大提高煤矿安全管理系统的工作效率。管理者可以实时通过导向装置和探测系统对地下状况进行导航，当发现异常时，系统将自动发出报警，并向控制设备发送报告信息。这样，中心就可以保证安全监督实时化，并有效地处理某些难于手工控制的环节，确保了安全监管和控制的有效。

3.3 注意

充分了解矿井在运行过程中的实际情况，详细分析不同类型的机电设备、综合性能和整体运行的日常管理情况，找出存在的不足和解决办法，并采取有效的具体措施。为保证在PLC技术实现的应用模式下的安全性，进一步提高不定期的系统培训和考核，提高操作人员对专业自身素质的选择，使工程技术人员也能学会操作各种与操作有关的设备，为了有效地防止出现问题时异常操作，实际上是将增强应用到避免不合格发生的能力上情况。对煤矿机电设备日常维修，建立全面且有针对性地检查机制，跟踪、管理机电设备的运行状态，提高PLC技术应用的效果。