礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)的合理應(yīng)用

岳川川

【摘 要】隨著煤礦現(xiàn)代化設(shè)備的發(fā)展，礦山對機(jī)電設(shè)備要求也越來越高，因此PLC控制技術(shù)油運(yùn)而生。PLC技術(shù)是一種重要的自動化設(shè)備，其不僅具有較強(qiáng)的抗干擾能力和運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時編程語言簡單，可以實現(xiàn)在線修改，柔性好等特點(diǎn)。本研究首先概述了PLC技術(shù)，然后詳細(xì)分析了PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制的合理應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】礦山；機(jī)電控制；PLC技術(shù)；應(yīng)用

0.引言

隨著我國能源需求量的提升，礦山事業(yè)在不斷的發(fā)展，人們對于礦山機(jī)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(tǒng)組合十分靈便，并具備一系列的優(yōu)勢，在礦山機(jī)電控制中發(fā)揮了巨大的作用。其應(yīng)用于礦井機(jī)電控制系統(tǒng)中可更為有效地提高礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的靈活性和穩(wěn)定性，改善礦山機(jī)電控制質(zhì)量，降低損耗。

1.PLC技術(shù)的概述

一直以來，關(guān)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(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，它通過可編程控制器來實現(xiàn)對各類型生產(chǎn)過程或機(jī)械的控制。其具以下優(yōu)點(diǎn)： ①具有良好的擴(kuò)展性能，可以進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)建；②維護(hù)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(hù)和模塊更換；③系統(tǒng)采用了不間斷UPS系統(tǒng)供電設(shè)計，可以保證數(shù)據(jù)的安全性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)使用壽命；④具有在線編輯的功能，可隨時根據(jù)工藝流程的改變對設(shè)備的啟動順序進(jìn)行改變。所以其在礦山機(jī)電控制中發(fā)揮了巨大的價值[1]。其中，關(guān)于PLC的結(jié)構(gòu)劃分如下表1所示：

表1 PLC的結(jié)構(gòu)劃分以及配置組合

2.PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用

2.1利用PLC技術(shù)改造礦山老舊提升機(jī)

隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，人們利用可編程控制器以及大功率晶閘管變流器實現(xiàn)了對礦山老舊提升機(jī)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(jī)以及部分提升機(jī)機(jī)械，保證礦山老舊提升機(jī)的老系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行；搬移原有操作臺，設(shè)立新操作臺，調(diào)整電樞回路，添加轉(zhuǎn)換刀閘，利用新舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換刀閘，實現(xiàn)對新老系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換工作；利用多路航空插頭來控制新老系統(tǒng)的切換，進(jìn)而實現(xiàn)提升機(jī)制動系統(tǒng)潤滑油泵的控制工作。同時，在新系統(tǒng)調(diào)試期間，老系統(tǒng)仍舊可以繼續(xù)工作，以備新系統(tǒng)調(diào)試的不時之需，且在特殊情況下，老系統(tǒng)需要永久保留。其次，進(jìn)行改造安裝時，盡可能的選用將來的維護(hù)技術(shù)人員進(jìn)行安裝，實現(xiàn)全過程參與，嚴(yán)格控制安裝質(zhì)量。且在安裝的過程中，要實現(xiàn)電控監(jiān)測，密切監(jiān)測井筒位置開關(guān)、行程以及不同的機(jī)械潤滑制動系統(tǒng)的狀態(tài)等，科學(xué)有效的縮短新系統(tǒng)調(diào)試時間；利用在線送電測試來監(jiān)測和校準(zhǔn)傳感器，保證其每個測量參數(shù)都和提升系統(tǒng)的實際相對應(yīng)；檢驗老系統(tǒng)提升時每一部分持續(xù)的運(yùn)行過程，實現(xiàn)一次性無誤地切換。然后老系統(tǒng)以及可編程控制器系統(tǒng)來提升裝卸載系統(tǒng)的在線調(diào)試工作，能夠?qū)崿F(xiàn)裝卸載及提升信號系統(tǒng)控制的一次性調(diào)試，有效的減少了全面調(diào)試工作量[2]。然后，動態(tài)試驗傳動回路中閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確定系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)各參數(shù)，促進(jìn)全系統(tǒng)空載以及重載測試運(yùn)的實現(xiàn)。最后，全礦井機(jī)電設(shè)備停產(chǎn)兩天，進(jìn)行全系統(tǒng)空載試運(yùn)行，合格之后進(jìn)行裝煤重載試運(yùn)行，最終成功改造礦山老舊提升機(jī)，實現(xiàn)全載全自動方式的提升。

2.2利用PLC技術(shù)改造下運(yùn)膠帶機(jī)

隨著機(jī)電液一體化的實現(xiàn)，KZP系列盤式可控制動裝置也被人們運(yùn)用在礦山機(jī)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(tǒng)。其中，制動裝置通過閘瓦與制動盤摩擦產(chǎn)生制動力矩，再借助于液壓站的調(diào)節(jié)作用改變制動力。通常情況下，設(shè)備正常工作時正壓力為0，系統(tǒng)的油壓達(dá)到最大值，制動閘處于松閘狀態(tài)，閘瓦與制動盤之間有1.3mm左右的間隔；設(shè)備在進(jìn)行制動時，首先分析工況，電液控制系統(tǒng)自動發(fā)出控制的指令，設(shè)備自動減小油壓實現(xiàn)制動控制。理論上，當(dāng)環(huán)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(tǒng)實現(xiàn)了雙回路完全對稱結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ο逻\(yùn)帶式膠帶輸送機(jī)及時進(jìn)行軟制動。KZP系列盤式可控制動裝置利用電動機(jī)的輸出軸以及輸送機(jī)上的速度傳感器來密切控制運(yùn)膠帶工作時的各項監(jiān)控數(shù)據(jù)，然后由可編程控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測顯示。通常情況下，當(dāng)所測數(shù)據(jù)大于正常運(yùn)行設(shè)定值時，可編程控制器能夠自動減小供電電流，進(jìn)而控制制動系統(tǒng)的油壓，實現(xiàn)膠帶減速；當(dāng)所測數(shù)據(jù)小于正常運(yùn)行設(shè)定值時，可編程控制器能夠自動增大供電電流，進(jìn)而打開閘瓦，利用動態(tài)可控運(yùn)行機(jī)制，保證膠帶輸送機(jī)一直處在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下[3]。

2.3利用PLC技術(shù)實現(xiàn)井下風(fēng)門的自動啟閉

現(xiàn)階段，大多井下風(fēng)門都是由人工操作的。但是因為井下負(fù)壓大，導(dǎo)致風(fēng)門的開啟、關(guān)閉十分困難，且容易損壞風(fēng)門。研究者通過研究PLC技術(shù)，利用遠(yuǎn)紅外傳感器用來檢測車輛的動態(tài)信息，可編程控制器實現(xiàn)井下風(fēng)門的自動啟閉，一方面節(jié)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(fēng)門兩側(cè)的空氣存在一定的壓差，且風(fēng)門的面積很大，開啟壓力大約為40kg左右，當(dāng)風(fēng)門開啟時，壓力促減小為5kg，無法繼續(xù)開啟，增加了風(fēng)門開啟的困難[4]。然而為了避免這一情況發(fā)生，另外有研究者通過設(shè)計了氣缸傳動帶動風(fēng)門，在小風(fēng)窗的幫助下實現(xiàn)風(fēng)門的開啟。但是，分析我公司的井下風(fēng)門開啟情況發(fā)現(xiàn)，和氣缸傳動帶動風(fēng)門開啟的工作原理類似，我公司利用電動風(fēng)門，其主要工作原理：系統(tǒng)首先發(fā)出控制信號，電磁閥帶動油缸活塞運(yùn)動，進(jìn)而實現(xiàn)電動風(fēng)門開啟，當(dāng)風(fēng)門開啟角為90度時，停止開啟，車輛和行人可以通行。關(guān)閉風(fēng)門時，系統(tǒng)依舊發(fā)出控制信號，電磁閥換向轉(zhuǎn)動，帶動油缸活塞向回運(yùn)動，繼而帶動風(fēng)門轉(zhuǎn)動，直至關(guān)嚴(yán)[5]。

另外，PLC技術(shù)在空氣壓縮機(jī)的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以及選煤廠集控系統(tǒng)中等都發(fā)揮了重要作用。其都是利用可編程控制器實現(xiàn)自動控制，有效的降低了礦山的人力、物力投資，促進(jìn)了礦山的發(fā)展。

3.總結(jié)

基于PLC技術(shù)的礦山機(jī)電控制系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全載全自動方式的提升，保證膠帶輸送機(jī)一直處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，還可以在一定程度上保證了機(jī)電控制系統(tǒng)的質(zhì)量和運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時還可降低損耗，節(jié)省能源，減少了勞動力，較為顯著地提高經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，PLC技術(shù)已經(jīng)在潛移默化中滲透了整個礦山機(jī)電控制工作，為礦山帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)前PLC技術(shù)在礦山工作中具有廣闊的發(fā)展前景，值得人們繼續(xù)研究。

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