礦山機電控制中PLC技術的合理應用

岳川川

【摘 要】隨著煤礦現代化設備的發展，礦山對機電設備要求也越來越高，因此PLC控制技術油運而生。PLC技術是一種重要的自動化設備，其不僅具有較強的抗干擾能力和運行的穩定性，同時編程語言簡單，可以實現在線修改，柔性好等特點。本研究首先概述了PLC技術，然后詳細分析了PLC技術在礦山機電控制的合理應用。

【關鍵詞】礦山；機電控制；PLC技術；應用

0.引言

隨著我國能源需求量的提升，礦山事業在不斷的發展，人們對于礦山機電自動化的需求也日益劇增。PLC作為重要的自動化控制器，系統組合十分靈便，并具備一系列的優勢，在礦山機電控制中發揮了巨大的作用。其應用于礦井機電控制系統中可更為有效地提高礦山機電設備運行的靈活性和穩定性，改善礦山機電控制質量，降低損耗。

1.PLC技術的概述

一直以來，關于PLC的定義多種多樣。但是在國際電工中顯示，其屬于一種操作數字運算電子系統，它通過可編程控制器來實現對各類型生產過程或機械的控制。其具以下優點： ①具有良好的擴展性能，可以進行系統擴建；②維護方便，使用可拆卸的接線端子，所有的模塊都能帶電插拔，便于維護和模塊更換；③系統采用了不間斷UPS系統供電設計，可以保證數據的安全性和系統的穩定性，提高系統使用壽命；④具有在線編輯的功能，可隨時根據工藝流程的改變對設備的啟動順序進行改變。所以其在礦山機電控制中發揮了巨大的價值[1]。其中，關于PLC的結構劃分如下表1所示：

表1 PLC的結構劃分以及配置組合

2.PLC技術在礦山機電控制中的應用

2.1利用PLC技術改造礦山老舊提升機

隨著PLC技術的不斷發展，人們利用可編程控制器以及大功率晶閘管變流器實現了對礦山老舊提升機的原繼電器控制改造，主要操作步驟如下：首先，保留直流主電機以及部分提升機機械，保證礦山老舊提升機的老系統持續運行；搬移原有操作臺，設立新操作臺，調整電樞回路，添加轉換刀閘，利用新舊系統轉換刀閘，實現對新老系統的轉換工作；利用多路航空插頭來控制新老系統的切換，進而實現提升機制動系統潤滑油泵的控制工作。同時，在新系統調試期間，老系統仍舊可以繼續工作，以備新系統調試的不時之需，且在特殊情況下，老系統需要永久保留。其次，進行改造安裝時，盡可能的選用將來的維護技術人員進行安裝，實現全過程參與，嚴格控制安裝質量。且在安裝的過程中，要實現電控監測，密切監測井筒位置開關、行程以及不同的機械潤滑制動系統的狀態等，科學有效的縮短新系統調試時間；利用在線送電測試來監測和校準傳感器，保證其每個測量參數都和提升系統的實際相對應；檢驗老系統提升時每一部分持續的運行過程，實現一次性無誤地切換。然后老系統以及可編程控制器系統來提升裝卸載系統的在線調試工作，能夠實現裝卸載及提升信號系統控制的一次性調試，有效的減少了全面調試工作量[2]。然后，動態試驗傳動回路中閉環系統的穩定性，確定系統的動態響應各參數，促進全系統空載以及重載測試運的實現。最后，全礦井機電設備停產兩天，進行全系統空載試運行，合格之后進行裝煤重載試運行，最終成功改造礦山老舊提升機，實現全載全自動方式的提升。

2.2利用PLC技術改造下運膠帶機

隨著機電液一體化的實現，KZP系列盤式可控制動裝置也被人們運用在礦山機電控制中，其主要是由三部分組成：液壓站、制動裝置和電控系統。其中，制動裝置通過閘瓦與制動盤摩擦產生制動力矩，再借助于液壓站的調節作用改變制動力。通常情況下，設備正常工作時正壓力為0，系統的油壓達到最大值，制動閘處于松閘狀態，閘瓦與制動盤之間有1.3mm左右的間隔；設備在進行制動時，首先分析工況，電液控制系統自動發出控制的指令，設備自動減小油壓實現制動控制。理論上，當環境溫度為40℃時， 盤式可控制動裝置的制動頻率為10次/小時，且盤面溫度<150℃。液壓控制系統實現了雙回路完全對稱結構，能夠對下運帶式膠帶輸送機及時進行軟制動。KZP系列盤式可控制動裝置利用電動機的輸出軸以及輸送機上的速度傳感器來密切控制運膠帶工作時的各項監控數據，然后由可編程控制器進行數據檢測顯示。通常情況下，當所測數據大于正常運行設定值時，可編程控制器能夠自動減小供電電流，進而控制制動系統的油壓，實現膠帶減速；當所測數據小于正常運行設定值時，可編程控制器能夠自動增大供電電流，進而打開閘瓦，利用動態可控運行機制，保證膠帶輸送機一直處在正常運轉狀態下[3]。

2.3利用PLC技術實現井下風門的自動啟閉

現階段，大多井下風門都是由人工操作的。但是因為井下負壓大，導致風門的開啟、關閉十分困難，且容易損壞風門。研究者通過研究PLC技術，利用遠紅外傳感器用來檢測車輛的動態信息，可編程控制器實現井下風門的自動啟閉，一方面節省了人力、物力，另一方面保證了車輛和行人的安全。通常情況下，風門兩側的空氣存在一定的壓差，且風門的面積很大，開啟壓力大約為40kg左右，當風門開啟時，壓力促減小為5kg，無法繼續開啟，增加了風門開啟的困難[4]。然而為了避免這一情況發生，另外有研究者通過設計了氣缸傳動帶動風門，在小風窗的幫助下實現風門的開啟。但是，分析我公司的井下風門開啟情況發現，和氣缸傳動帶動風門開啟的工作原理類似，我公司利用電動風門，其主要工作原理：系統首先發出控制信號，電磁閥帶動油缸活塞運動，進而實現電動風門開啟，當風門開啟角為90度時，停止開啟，車輛和行人可以通行。關閉風門時，系統依舊發出控制信號，電磁閥換向轉動，帶動油缸活塞向回運動，繼而帶動風門轉動，直至關嚴[5]。

另外，PLC技術在空氣壓縮機的微機監控系統以及選煤廠集控系統中等都發揮了重要作用。其都是利用可編程控制器實現自動控制，有效的降低了礦山的人力、物力投資，促進了礦山的發展。

3.總結

基于PLC技術的礦山機電控制系統不僅能夠實現全載全自動方式的提升，保證膠帶輸送機一直處于正常運轉狀態，穩定系統電壓，還可以在一定程度上保證了機電控制系統的質量和運行的穩定性，同時還可降低損耗，節省能源，減少了勞動力，較為顯著地提高經濟效益。綜上所述，PLC技術已經在潛移默化中滲透了整個礦山機電控制工作，為礦山帶來了巨大的經濟效益，當前PLC技術在礦山工作中具有廣闊的發展前景，值得人們繼續研究。

【參考文獻】

[1]崔銀平，蘇繼，張慶.試論礦山機電控制中PLC技術的有效應用[J].湖南農機，2012（7）：45-46.

[2]王榮華，張燕斌.PLC技術在礦山機電控制中應用研究[J].現代商貿工業，2011（6）：123-124.

[3]蘇淑芝，劉志維.軟PLC開發系統的設計與實現[J].現代電子技術，2012（10）：24-26.

[4]何軍.PLC技術在礦山機電控制中的應用分析[J].城市建設理論研究（電子版），2013（10）：156-157.

[5]陳慶祥.有關PLC技術在電氣自動化中的應用與發展[J].城市建設理論研究（電子版），2012（24）：107-108.

[6]張思鑫，周生強.PLC可編程控制程序在膠帶運輸系統中的應用——兗礦集團公司北宿煤礦[J].科技傳播，2011，（11）：131-132.