PLC技术在矿山机电节能控制方面的应用分析

贺广洋

（山东能源临矿集团菏泽煤电有限公司彭庄煤矿，山东 菏泽 274700）

在矿山机电节能控制中利用PLC技术之前，需要对PLC技术的特点和应用效果进行深入的分析以及研究，并且还需要结合矿山机电节能的应用情况开展针对性较强的优化工作，从而使得能源消耗量能够得到有效的降低。在井下风门设备和老式提升机设备中利用PLC技术能够充分地展现出先进技术优势，从而凸显新时代背景下矿山机电节能的运用效果。

1 PLC技术的概述

1.1 PLC技术的特点

PLC是可编程逻辑控制器，属于计算机发展的范畴中，被广泛的用于当前工业生产和控制模块中。在当前时代下，PLC技术得到了有效的发展和进步，已经不再局限于传统的逻辑控制中，还融入了有关数据运算和控制方面的功能。为了彰显出这些功能的优势，在实际实施的过程中需要通过数字运算操作系统来搭建完整性的电子操作平台，根据实际工业设计的要求和应用标准来提升运用的质量[1]。在PLC技术实施过程中可以使用可编程的储存器，按照储存器内部的各种机械指令完成逻辑运算和数据的控制，另外还可以通过模拟性或者是数字化的模式完成数据的输入和输出来操控在现场生产中的各种设备和机器。对于PLC技术的外围设计来说，主要是和工业设计和操作形成一个完整性的系统，并且还要进行功能上的不断扩张和以及创新，通过PLC技术来完成实际操作过程。从中可以看出PLC技术主要是通过各种程序的指令来控制和操作各种机械设备，从而使机械设备能够形成一个完整的体系，更加提高实际工作效果和工作水平。PLC技术应用是非常广泛的，可用于逻辑控制领域和数据控制领域中，PLC技术可以运用数据的采样和程序的执行完成数据的输出，可以划分为CPU输入和输出板块等等。随着我国大型科技水平的不断进步，PLC技术逐渐朝着小型化的方向而不断的发展，更加注重的是PLC技术本身应有的功能，在我国PLC技术发展进程中推出了多种控制模块，并且PLC技术也会逐渐调整标准化和规范化方向而不断的发展和延伸，最大程度便捷了日常的工作行为和操作过程。

1.2 PLC技术在矿山行业中的利用背景

随着我国当前PLC技术的不断发展，在各行各业中得到了广泛性的利用，在我国数控技术大力发展的背景下，各个行业根据PLC技术特点形成了独特性的技术方案以及优化方案，被定义为数字编程技术方式，能够将运算和计算进行相互融合，也可以达到良好的控制效果，属于当前时代下较为新型的控制器设备。运用这项技术可以根据相关工作人员所发出来的数字指令，完成终端的输入程序和输出程序在矿山机电设备运行控制中的工作行为以及工作流程。随着我国当前煤矿事业的不断发展，煤矿行业所面临的竞争局面逐渐朝着激烈的方向而不断发展，对于实际生产需求和机电设备要求越来越高，控制系统智能化逐渐成为工业领域中的主导者，PLC技术作为计算机的新型控制技术，已经在矿山机电节能控制中占据了影响性的主导地位。不仅有助于满足矿山实际生产需求和生产要求，还有助于实现技术的不断革新以及创造[2]。PLC技术在实际实施过程中在节能方面能够多方位的满足实际工作需求，随着矿山企业对机电自动化要求的越来越高传统的继电器在矿山中很难满足现代化的发展需求和要求了，因此PLC技术作为自动化的控制器，采取模块化的组织结构，非常灵敏和便捷性的操控相关的系统稳定性较强，柔和性较好，并且在后续实施过程中能够根据实际工作需求以及工作的重要指令进行在线修改编程，简易的语言优势较为突出。PLC技术在当前矿山机电控制中能够多方位的提升最终的经济效益，满足各方各面对于PLC这种需求以及要求。

在PLC技术程序设计时实用性较强，并且抗干扰性能较高，这类优势有助于提升PLC技术在矿山生产控制系统中的匹配系数，能够代替以往的机电设备控制方法，在实际工作中能够得到广泛性的推广及利用，并且也是各个煤矿行业大力发展的新型技术。矿山机电设备中融入PLC技术能够完成以往的控制任务，相比于传统的继电器来说，程序并不是那么复杂，主要的工作原理是将各个机械设备的操控系统进行相互的衔接，通过串联的方法起到重要的控制效果，整个操作方式非常的便捷。从中可以看出PLC技术在当前机电技能控制中的合理性和优越性较为明显，能够推动后续节能工作的有序实施。

2 PLC技术在矿山机电节能控制中的运用特点

在进行继电气控制系统实施期间，所采用的设备属于传统继电器设备，能根据以往的设计要求和设计标准完成电气控制图的有效融入之后，再采取人工布线的方式进行有效的操作和固定组装各种机电设备，在此流程中要实现资源优化性配置方式出现能源消耗等问题，利用PLC技术要对以往的工作模式进行不断的改造及创造。在储存器中，要合理的利用机电设备来进行功能性的调整以及优化，针对程序和部分接线机有效修改以及调整，从而保证软件利用能够具备合理性和创新性的特征，完成预期的控制目标[3]。在煤矿机电设备节能控制中，PLC技术的灵活性和通用性是非常明显的，再加上其结构具有多元性的特征，可以在各个模式下完成机电设备自动化控制目标，节约了不必要能源的消耗，也达到了预期的工作效果和工作状态。

3 PLC技术在矿山机电节能控制中的应用

3.1 控制系统分析

在进行机电节能控制PLC控制程序设计时，需要加强对控制系统的合理性设计，从而为后续设备使用奠定坚实的基础。控制系统可分为工业现场和控制器两个组成部分，除了各种电动机和机电节能控制应用之外，还需要控制光感传感器和光电传感器来检测各个设备的运行情况以及在设备实施过程中所存在的问题以及偏差。在实际实施过程中，要通过PLC技术利用继电器和传感器的本身功能来控制好各个对象，防止在设备后续运行时存在诸多的偏差以及困扰，降低设备的运用效果。利用PLC技术首先要进行信息的有效性输入，根据采集到的信息来明确各个控制对象的信息之后，再反馈到控制对象中，将处理好的信息传送到上一级别的监控设备中，之后发出综合性的控制信号，从而实现各个设备的综合性控制。在使用时需要利用PLC技术分析不同的指令做好判断工作，从而为后续控制工作实施奠定坚实的基础。在现场控制实施时，除了控制现场功能之外，还需要进行控制室的有效处理，融入计算机打印机和其他的监控设备，从而提升实际工作效果和工作水平，接收PLC所传递到的信息同时要进行控制对象的有效输出，明确控制对象的各个参数，当控制对象发出故障警告时，要发出相对应的报警信号，从而方便维修人员适用到现场中进行有效的处理和应对，保证系统的平稳性运行。在实际设计时向遵从这一理念更加科学有序的进行日常的设计，从而保证控制效果的提升。

在这一系统应用的过程中，利用一台电动机和一台变频器来进行频率的调节和控制，利用PLC输出的模拟性信号为主要的输入信号，机电节能控制调速器要对驱动物料传送带进行有效的控制，并且还要融入自我保护功能和电动机保护功能，通过接收PLC信号来保证电动机的平稳性运行。另外还要反馈自身的工作状态信息，当发生一些故障时要传递故障信号。由于机电节能控制调速是改变电动机定子供电频率来进行实际工作的，因此在实际实施时要保持有限的转差功率，通过高效率和宽范围的性能来保证系统的平稳性运行。在实际工作中要采取较高性能的PLC技术，根据现场的概况以及实施的流程，选择合适的生产现场应用数据采集模块，制定与之匹配的变频器，提升控制效果和工作质量。

3.2 PLC控制程序的设计

在进行控制程序设计工作中，需要融入step7编程语言，从而保证控制效果的提高。在实际实施过程中，需要在windows环境下应用于通用的微机中，这种编程语言不仅可以实现信息的广泛性流通和通信，在后续工作中，还可以通过某一个模块实现动态化的控制，采集多方位的信息实现数据多方位管理以及融合。在实际程序设计时，要采取模块化的设计理念，以模块化的形式进行数据的管理以及采集。PLC程序设计，主要是对各种设备信号进行有效的整合以及分析，明确输入设备的开关信号，对当前系统运行状态进行多方位的控制以及判断。同时还需要通过各种设备的控制来满足相关各种任务的操作需求。除了接受上位PC功能之外，还需要进行数据的采集，根据不同控制对象进行全过程和全自动的积极采样工作。PLC设计程序要分为机电节能控制设定和机电节能控制处理模块等等各个模块，要充分的发挥各自的功能，从而起到一体化设计和控制的效果，提升实际运用水平和运用质量。在进行程序设计时，主要任务要通过开关信号的输入而判断当前系统的运行情况，之后，再控制接触器和继电器等等，提升现场控制的效果和水平。另外还要接受上机位的控制命令，实现全自动的控制效果，在进行机电节能控制给定模块处理工作中要确定好机电节能控制的最终工作模式，通过调用机电节能控制来设置相对应的工作模型。机电节能控制设计模块要接收由模拟量输入模块的传感器信息而得出来的完整性信号，之后再转变为模拟量传送给变频器，完成整个控制过程。

3.3 以在彭庄煤矿各个设备中的利用为例

3.3.1 空气压缩机设备的利用

PLC技术要充分的发挥自身的优势广泛的用于空气压缩机设备中，空气压缩机是利用的是单片机设备和工业控制机作为主要的主体，核心内容为气源装置设备，在实际生产过程中，空气压缩机设备要利用自身的运动形式将各种机械能转变为气体的动能，之后再采取矿山开采和其他操作动力共同支持的模式来保证实际工作有序进行。在PLC技术合理应用的过程中，要在以往以往传统继电器控制设备中进行不断优化以及调整，解决存在于以往设备运行过程中的问题，从根本上减少故障发生次数以及几率，从而提升节能设备的性能，保证各机电设备的各个站平稳和安全的运行。

3.3.2 主副井提升机利用

在主副井提升机设备使用过程中，利用PLC技术能够对设备起到重要的控制和调整作用，在保持以往主电机设备的机械动能基础上优化供电器各个设备行情况，并且根据数据控制类型来采用大功率晶闸管变流器设备。在使用过程中需要秉承着科学性和合理性的原则，更好地完成矿山机电设备节能控制目标。另外还需要对以往的运用模式进行不断调整和优化，才能更加贴合与实际的工作需求和工作要求。

3.3.3 井下风门设备的利用

在井下风门设备利用的过程中，由于周边工作环境是较为复杂的，很容易对设备本身运行造成严重的影响，因此需要根据实际的风门面积合理的利用PLC技术来起到重要的优化和改进作用。在应用时要削弱以往的风门，开启压力改进相关设备的面积，并且还要满足设备运行年限的要求，从而达到节能降耗的效果。

4 结语

在当前矿山机电节能中，利用PLC技术进行优化和调整是非常重要的，因此需要相关技术人员加强对各个机电设备的了解和认识，从日常工作需求和节能要求入手，正确的选择PLC技术来起到重要的改进和优化效果。另外还要加强对PLC技术应用系统的有效性编程，从而提升PLC技术应用效果，防止出现能源浪费问题的发生。