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      自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用探討

      2018-01-30 11:58:13
      世界有色金屬 2018年20期
      關(guān)鍵詞:空氣壓縮機(jī)風(fēng)門(mén)提升機(jī)

      舒 興

      (重慶迪冉礦山工程設(shè)計(jì)有限公司,重慶 400000)

      利用PLC技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng),在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用,有效的避免了傳統(tǒng)礦山機(jī)電控制中存在的弊端,提高了礦山資源開(kāi)采的工作效率,促進(jìn)了礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

      1 PLC技術(shù)的概述

      (1)PLC 的基本組成部分。PLC的基礎(chǔ)組成主要包括CPU、電源、存儲(chǔ)器、接口以及相關(guān)的外部設(shè)備編程器。對(duì)外,通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)了外部設(shè)備和PLC本身的輸入和輸出;對(duì)內(nèi),通過(guò)各種總線實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部各部分的連接。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同,PLC又可以劃分為固定式PLC 和模塊式PLC 兩種,前者將CPU和電源等部分組成了一個(gè)整體,無(wú)法進(jìn)行分開(kāi)拆卸,而后者是將所有的模塊進(jìn)行了組裝連接,可以按照一定的規(guī)則對(duì)其進(jìn)行拆卸和重新配置[1]。

      (2)PLC 的優(yōu)點(diǎn)。作為一種利用數(shù)字運(yùn)算來(lái)達(dá)到控制目的的自動(dòng)控制系統(tǒng),PLC可以利用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器當(dāng)中各種可以編程的操作指令,包括運(yùn)算指令、控制指令等,對(duì)連接到PLC接口上的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制。其主要優(yōu)點(diǎn)如下:①抗干擾能力強(qiáng),可以抵抗各種內(nèi)外界因素的干擾,不易發(fā)生損壞,維護(hù)費(fèi)用較低。②本身可以重新組合,系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中較為靈活、方便。③編程所需的語(yǔ)言簡(jiǎn)單,而且可以根據(jù)不同的需求對(duì)程序進(jìn)行及時(shí)的修改。

      2 PLC 技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用研究

      (1)利用PLC 技術(shù)對(duì)礦山老舊提升機(jī)進(jìn)行改造。在對(duì)礦山的老舊提升機(jī)進(jìn)行改造過(guò)程中,可以對(duì)其機(jī)械和主機(jī)部分進(jìn)行保留,通過(guò)大功率晶匣管變流器和可編程控制器對(duì)其繼電器控制設(shè)備進(jìn)行更新,從而提升其工作性能,主要步驟如下:①對(duì)礦山老舊提升機(jī)的舊操作臺(tái)進(jìn)行位置的變更,在其位置上安裝新操作臺(tái)。在新操作臺(tái)安裝和調(diào)試期間,暫時(shí)使用舊操作臺(tái)進(jìn)行礦山老舊提升機(jī)的控制。②將新舊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換刀閘設(shè)置在電樞回路上,通過(guò)提多路航空插頭,來(lái)實(shí)現(xiàn)新舊系統(tǒng)的有效切換。當(dāng)新系統(tǒng)調(diào)試完畢之后,可以根據(jù)實(shí)際情況選擇保留或者拆除舊系統(tǒng)。③在進(jìn)行新系統(tǒng)安裝過(guò)程中,必須嚴(yán)格控制施工的質(zhì)量。施工過(guò)程中,應(yīng)確保新系統(tǒng)檢修人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作新系統(tǒng)的安裝和調(diào)試操作,從而提高其對(duì)系統(tǒng)的了解程度,便于后期的維護(hù)和檢修工作開(kāi)展。④對(duì)于井筒位置開(kāi)關(guān)、行程、機(jī)械潤(rùn)滑系統(tǒng)在進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí),為了縮短調(diào)試所需的時(shí)間,可以采用電控監(jiān)測(cè)的方式進(jìn)行。同時(shí)在新系統(tǒng)安裝完成之后,還需要對(duì)傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè),確保其相關(guān)參數(shù)與設(shè)計(jì)要求的保持一致。⑤由于變環(huán)系統(tǒng)很容易受到速度、電流以及位置等閉環(huán)因素的影響,因此,必須重視以上三個(gè)閉環(huán)的準(zhǔn)確性。每天都需要對(duì)速度、電流以及位置閉環(huán)進(jìn)行檢修,并利用編碼器輸出試驗(yàn)和電樞回路電流環(huán)控制試驗(yàn)對(duì)其相關(guān)參數(shù)的響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試和確認(rèn),為接下來(lái)的系統(tǒng)空載和重載調(diào)試試驗(yàn)提供便利的條件。⑥最后全礦井的機(jī)電設(shè)備需要進(jìn)行停產(chǎn)檢修,并對(duì)新系統(tǒng)進(jìn)行空載調(diào)試運(yùn)行。在系統(tǒng)的空載試驗(yàn)合格之后,可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重栽試驗(yàn)。只有重載試驗(yàn)合格,才能確保礦山老舊提升機(jī)完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)的改造。

      (2)實(shí)現(xiàn)井下風(fēng)門(mén)自動(dòng)啟閉的分析。在礦區(qū),井下風(fēng)門(mén)可以利用紅外傳感器對(duì)過(guò)往的車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用這一特性,可以借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)門(mén)的自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉,從而減輕相關(guān)工作人員的工作量,提高對(duì)車(chē)輛和行人的安全保障。

      在PLC技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,由于風(fēng)門(mén)兩側(cè)的氣壓存在差異,導(dǎo)致風(fēng)門(mén)存在較大的壓強(qiáng),為了降低風(fēng)門(mén)在自動(dòng)開(kāi)啟過(guò)程中所需要的開(kāi)啟壓力,可以通過(guò)窗口的設(shè)置來(lái)平衡風(fēng)門(mén)兩側(cè)的氣壓差。由于窗口的面積較風(fēng)門(mén)而言較小,因此所需的開(kāi)啟壓力也較小。

      在利用PLC技術(shù)進(jìn)行井下風(fēng)門(mén)的自動(dòng)啟閉時(shí),其工作原理如下:①當(dāng)井下風(fēng)門(mén)需要打開(kāi)時(shí),相關(guān)的開(kāi)啟控制信號(hào)傳遞到二位五通雙控電磁閥,尤其對(duì)供氣為孩子的活塞運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制,將井下風(fēng)門(mén)之上的窗口打開(kāi)。此時(shí),風(fēng)門(mén)兩次的氣壓差在窗口的作用下,迅速降低直到兩側(cè)氣壓值區(qū)域一致,從而減弱了風(fēng)門(mén)需要開(kāi)啟的壓力。②當(dāng)窗口打開(kāi)到大約30度左右時(shí),受到固定銷(xiāo)擋的作用,窗口停止開(kāi)啟,此時(shí)在活塞運(yùn)動(dòng)的帶動(dòng)下,行走部分持續(xù)向外運(yùn)動(dòng),完成了風(fēng)門(mén)的開(kāi)啟工作。③當(dāng)井下風(fēng)門(mén)開(kāi)啟到90度時(shí),整個(gè)開(kāi)啟過(guò)程結(jié)束,行人和車(chē)輛可以安全通過(guò)井下風(fēng)門(mén)。采用相同的方式,通過(guò)對(duì)二位五通雙控電磁閥方向的控制,可以完成井下風(fēng)門(mén)的關(guān)閉控制。

      (3)PLC 在空氣壓縮機(jī)群微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。將PLC技術(shù)應(yīng)用到空氣壓縮機(jī)群微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),有效的提高了空氣壓縮機(jī)群微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,提高了其抗干擾能力,確保了空氣壓縮機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)在空氣壓縮機(jī)群組微機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,可以借助溫度、壓力變送器以及斷水裝置對(duì)礦山的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)信息的采集,并通過(guò)PLC對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理,實(shí)時(shí)的顯示設(shè)備的工作狀態(tài)和相關(guān)參數(shù),幫助相關(guān)工作人員更清晰的了解設(shè)備運(yùn)行情況,確保了空氣壓縮機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

      (4)分析PLC 在選煤廠集控系統(tǒng)中的應(yīng)用。某選煤廠原有的控制站、集控室和儲(chǔ)運(yùn)集控室分別負(fù)責(zé)各自區(qū)域的機(jī)電設(shè)備控制,相互之間并無(wú)關(guān)聯(lián),獨(dú)立性較強(qiáng),導(dǎo)致所采用的控制主機(jī)版本也不盡相同。一定程度上增大了礦山機(jī)電控制管理的和難度。通過(guò)引入PLC技術(shù),將該廠的控制系統(tǒng)優(yōu)化成新集控系統(tǒng)和原煤車(chē)間兩個(gè)系統(tǒng)口,不僅實(shí)現(xiàn)了可以在上位機(jī)上的相互方位,而且有效的提高了礦山的管理工作效率。

      (5)下運(yùn)膠帶機(jī)中KZP 型盤(pán)式可控制動(dòng)裝置的應(yīng)用。作為機(jī)電液一體化設(shè)備,KZP 型盤(pán)式可控制動(dòng)裝置的閘瓦和制動(dòng)盤(pán)在膜材過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)力,可以作為盤(pán)式可控制裝置的制動(dòng)力。如果需要對(duì)其制動(dòng)力進(jìn)行改變,需要借助閘瓦對(duì)制動(dòng)盤(pán)正壓力進(jìn)行調(diào)節(jié),再加上制動(dòng)盤(pán)正壓力隨著制動(dòng)油壓的增高而增高,也就意味著,在進(jìn)行制動(dòng)力調(diào)整過(guò)程中,也對(duì)液壓系統(tǒng)的控制油壓進(jìn)行了調(diào)節(jié)。通過(guò)PLC技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了KZP 型盤(pán)式可控制動(dòng)裝置“可控”管理。通過(guò)設(shè)置在主驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸和膠帶輸送機(jī)上的傳感器,對(duì)電動(dòng)機(jī)和膠帶的轉(zhuǎn)速進(jìn)行采集,如果所采集到的速度高于設(shè)備值,則需要對(duì)制度系統(tǒng)的油壓進(jìn)行減少調(diào)節(jié),即降低制動(dòng)閘液壓比例閥的供電。反之,則需要增大制動(dòng)閘液壓比例閥的供電。從而實(shí)現(xiàn)了確保膠帶始終處于正常速度運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。

      3 結(jié)語(yǔ)

      PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制當(dāng)中的應(yīng)用,在提高了礦山工作效率的同時(shí),也減輕了相關(guān)工作人員的工作量,提升了礦山的經(jīng)濟(jì)效益,推動(dòng)了礦山的自動(dòng)化和智能化發(fā)展。

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