PLC 技术在矿山机电控制中的应用分析

韦鹏泽

（罗城仫佬族自治县一洞锡矿，广西 河池 546400）

0 引言

煤矿提升机是一个涉及机械、电气和液压等多个系统的复杂系统。利用PLC 技术，设计与之对应的矿井提升机的控制系统，可以顺利地、高效地控制提篮速度，保证提升机的稳定可靠工作，提高对煤矿开采的适应性。

1 PLC 技术概述

煤矿机械装备在使用过程中，其工作方式具有一定的特殊性。PLC 技术是一种全新的控制技术，它在应用的过程中，主要是基于计算机，它在矿井机电设备运行的过程中，发挥着一个很大的作用，能够更好地满足企业对机电设备的需要，尤其是能够有效地节约资源的消耗[1]。此外，在采用PLC 技术时，因为该技术的操作难度较低，具有较高的实用价值，并且在日常操作中更加便利，具有较强的抗干扰能力。由于该技术具有较为明显的优点，在应用时，可以利用该技术来代替传统的机电设备的控制方式，并且煤矿企业要大力的宣传，使其应用更为普遍。

2 PLC 技术在矿山机电控制中的应用优势

随着工业自动化的不断发展，智能化和数字化的趋势越来越明显。而PLC 作为一种通用性强、功能丰富、价格适中且易于编程的微型计算机系统，被广泛用于各种行业领域。

2.1 有效节能，减少人力物力消耗

在矿山的开采期间，可以降低对人力和物质资源的浪费，利用PLC 技术，既有利于节约能源，又有利于环境保护，还可以获得更大的经济效益，而常规的保护装置的工作时间比较长，能量消耗比较大。在矿井装备的经营过程中，采用PLC 技术，可以起到很好的作用，对生产过程中的经济费用进行有效的控制。与传统的电路控制相比，PLC 控制技术所需的电路板更小，结构更简单，而且能够更好地进行编程，降低事故发生的概率，从而也能够更好地对各种设备进行控制。

2.2 有效提高稳定性，使得系统更加可靠

PLC 的控制系统会有多种线路，每一条线路之间都有一定的关联，如果在运行过程中发现了机械和电气的异常，那么这些线路就会减少对线路的影响，从而达到对线路的保护，从而使整个运行过程变得更为智能化和安全性。在机电控制阶段，采用PLC 技术，能够明显提高整体的安全性能，降低发生事故的概率。矿井作业阶段的总体风险比较大，构造不清晰，如果出现了设备失控的现象，就要立即停止作业，以免对工人的生命安全造成威胁，使总体生产效率下降[2]。因此，在矿山开采期间，要对PLC 技术的应用给予足够的关注，通过这种技术，可以明显提高机电设备组织的可靠性，降低矿井机电设备故障的发生概率。PLC 技术相对来说较为成熟，只要对其线路进行合理的设计，就能减少外界因素对其的干扰，并能对煤矿生产进行实时监测。当将常规的工艺应用到装备上时，必须定期地进行检测与升级，不仅工作量大，而且还存在着安全隐患。但是PLC 电路只需要对操作系统进行更新就能达到要求，从而达到对设备的工作状态进行调节，保证了整个生产工作能够正常进行。

2.3 增加实用性控制功能

在开采过程中，必须要安装阻尼器，而阻尼器的开关和打开则要依靠手动来完成。阻尼器的开关要与员工直接接触，所以在操作时，工作人员的劳动强度比较大，风险也比较大，一旦出现差错，就会导致设备损坏，严重的还会发生安全事故[3]。所以，必须要对其进行及时的改善和维修，利用PLC 技术可以实现风门的自动关启，而且PLC 技术在作业现场中表现出了很好的实用性，它可以对现有的各种数据信息进行高效的管理，如果出现了问题，可以及时的采取相应的对策，从而防止出现更为严重的事故。

3 PLC 技术在矿山机电控制中的实际应用内容

3.1 井下的风门启闭

风门是一种用于通风或排气的设备，其主要功能是调节室内外空气流通量以及温度湿度等因素。风门通常由扇叶组成，通过电机驱动来实现开关开合操作。当需要打开风门时，电机将带动扇叶转动，使风口向外开启；反之则关闭风门。传统的风门使用机械传动方式进行开关，但随着科技的发展，越来越多的人开始采用电子化方法来解决这个问题。PLC 作为一种先进的工业自动化控制器，可以很好地满足这种需求。利用PLC 技术改造风门，不仅能够提高风门的可靠性和安全性，还能够降低维护成本并增加生产效率。为了确保风门的正常工作，必须对其进行合理的改造。应重新设计风门的结构以适应新的电气系统，应该优化风门的设计参数，使其更加符合用户的需求，还需考虑到风门与外部环境之间的相互作用，如风速、气压等。改进后的风门电气系统主要包括以下方面：①选择合适的电源供应方案，保证供电稳定可靠。②选用适合风门使用的电动机，保证其运转平稳且寿命长。③设置相应的保护装置，如过压保护、过流保护等，避免因电路故障导致损坏。经过改造后，风门的性能得到了显著提升。其中，改进后的风门结构使得风门的稳定性更好，同时减少了噪声污染。此外，改进后的电气系统也提高了风门的响应速度和精度，从而更好地实现了通风或排气的功能。

3.2 井下风门的自动启动

在矿井进行开采工作时，因井下风门处于工作状态，一般都是以人工方式进行“打开”“关闭”两个动作。但是，因为地下门的负压比较大，因此在开、关的时候，会消耗很多的人力，不能保证人工开启、闭合阻尼器的方便性，一旦发生错误，也会导致阻尼器的损伤。在PLC 技术的影响下，能够通过红外传感器等基础设施，以动态化的方式对进出的车辆进行记录，保证了记录结果的全面性和完整性。通过可编程的控制器，来控制地下的阀门的开关，并采用自动化的控制手段，为阀门的开启和闭合等操作提供了便捷的保证。采用自动开启和闭合的方式，能够保证汽车操纵过程的正确性，保证这类过程的安全、可靠，最大限度地降低运行过程中所需要的费用。在控制次序的设计中，应特别注意开启作业次序，必须在窗口开启后再开启车门。因为阻尼器两边有一定的压差和地面阻尼器的面积比较大，所以在进行阻尼器的实时打开时，其工作压力一般可维持在3050kg[4]。在进行开、合窗户作业时，出于安全、可靠的考虑，应该在窗户上面用比较小的窗户，以保持窗户两边的压力平衡。在两个方向上的压强基本保持一致后，可在阻尼器开启、闭合过程中，大大降低所需要的人工。这时，活塞可以在阻尼装置上开一个小窗，在气阀成功地运动到指定的位置后，就会停止运动，从而使气阀成功地开启。在活塞逆向运动期间，可保证阻尼器及时闭合，但必须在小孔闭合后，方可闭合阻尼器。图1为PLC 技术在矿山机电控制中的应用模块。

图1 PLC 技术在矿山机电控制中的应用模块

3.3 在矿山机电系统提升机中的应用

在矿井机电控制作业的实施中，可以利用PLC 技术，对提升机的运转效率进行科学的控制，在对提篮工作速度进行全面的控制，从而推动采矿作业的平稳开展。常规型的机电提升机的工作速度，一般可以维持在2～3m/s，并且总体的功率高达20kW。在采用这种工作形式的时候，很可能会造成提升机的能耗增加，在高频的运转阶段，会造成故障问题的频发。在采用PLC技术时，其主要目标是可以在提升机的提升系统和牵引系统中增加重力传感器等基础设施，在实时化的监控阶段，保证重力传感器的重力，可以维持在2.3～3.5t的区间。

3.4 空气压缩机群组的监控体系

随着工业自动化的发展，各种类型的机械设备也越来越多地采用智能化控制方式。其中，PLC 作为一种通用型微机型控制器，被广泛用于各种各样的应用领域。将原有的现场装置升级为智能化，采用工业通信协议（PROFINET）进行数据传输；利用PDP 模块对传感器信号进行处理，并将其转换成数字信号输入PDP 模块内；使用HMI 软件对数据进行显示和管理。整个监控系统实现了对机组状态的实时检测和报警功能，提高了生产效率和安全性。

3.5 改造胶带机

PLC 技术主要被用于各种各样的应用场景和设备上，其中之一是胶带机的改造。在传统的胶带机设计中，由于其结构复杂且易损耗，导致维修成本较高。因此，为了提高生产效率并降低维护成本，需要对胶带机进行改进。通过引入PLC 技术来实现这一目标，可以大大简化胶带机的设计与制造过程，从而达到更好的效果。采用PLC 技术可将原有的机械传动系统转化为数字化信号传输方式，这使得整个系统的运行更加稳定可靠。利用PCI 卡接口，能够实时监测机器状态，及时发现故障点，避免停机事故的发生；同时，还可以使用传感器采集数据，自动调节机器参数以适应不同的工况环境。PLC 技术还具有编程灵活性强、功能强大等优点，可以满足不同用户的需求。因此，运用PLC 技术改造胶带机不仅提高了生产效率，而且减少了维护成本。在未来的发展过程中，相信这种技术将会得到更广泛的应用和发展。图2 为PLC 技术在矿山机电控制中的应用流程。

图2 PLC 技术在矿山机电控制中的应用流程

3.6 选煤厂的集控系统

煤矿行业是PLC 技术的应用领域之一。PLC 技术可以实现对采矿设备的远程监测和控制，从而提高生产效率和安全性，PLC 技术还可以用于采矿设备的自动调度和故障诊断，以减少停产时间和维护成本。同时PLC 技术也可以用于采矿设备的智能化升级，如通过传感器采集数据并与计算机网络连接，实现更加精准的数据分析和预测。因此，PLC 技术在采矿业机械电气控制中有着广泛的应用前景。特别是在采煤行业的集控系统方面，PLC 技术具有较高的可靠性和稳定性，能够有效提升采煤过程的质量和效益。

4 PLC 技术在矿山机电控制中的应用效果

在进行矿山资源开采作业时，会牵扯到很多的机电设备，为保证机电设备可以一直保持在稳定的运行，并降低采矿环节的安全事故发生，必须要合理地运用PLC 技术，加强对矿井机电设备的控制，使设备运行具有安全性和高效化。PLC 技术可以实现对矿山设备的智能化监控与管理，从而提高生产效率并降低成本。例如，通过PLC 技术，可以实时监测矿山设备的状态，及时发现故障点，进行维修或更换零部件；还可以设置安全警报机制，保障矿工的生命财产安全。此外，PLC 技术能够有效减少人为操作误差，提升设备运行稳定性。由于PLC 具有高度可编程性和自诊断能力，可以通过设定合理的逻辑流程来确保设备正常运转，避免出现不必要的人为错误。PLC 技术还具备较高的可靠性和耐久性，可以在恶劣环境下长期稳定地工作，大大提高了设备的使用寿命[5]。总之，PLC 技术在矿山机电控制方面的应用已经取得了显著的效果。未来，随着科技的发展和人们对于自动化的需求增加，相信PLC 技术将会继续得到更广泛的应用和发展。

5 结语

PLC 技术在矿山机电控制中得到了广泛的应用。通过对矿山机械设备的自动化，可以提高生产效率和安全性，减少人力成本。此外，PLC 还可以实现远程监控和故障诊断功能，为维护工作提供支持。总之，从而保证矿井机电设备控制作业的实施，从而有效地维护矿井开采企业的生产效益，为PLC 技术的推广与应用打下坚实的基础。