PLC技術(shù)及其在煤炭工程電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

溫 凡

（中煤西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司， 陜西 西安 710054）

1 PLC技術(shù)的基本概念

1.1 PLC技術(shù)定義

PLC（Programmable Logic Controller），全稱為可編程邏輯控制器，是一種以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置。PLC技術(shù)是指通過(guò)利用可編程序的存儲(chǔ)器執(zhí)行順序控制、邏輯運(yùn)算、定時(shí)/計(jì)數(shù)等操作控制指令，并且通過(guò)利用模擬式或數(shù)字式的輸入、輸出接口，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程的控制[1]。該技術(shù)是在傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，與微機(jī)技術(shù)相互結(jié)合的新型產(chǎn)物，避免了傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)的復(fù)雜接線、靈活性差、可靠性低、通用性差以及功率損耗較大的缺點(diǎn)。

1.2 PLC技術(shù)特點(diǎn)

由于PLC技術(shù)具有能耗低、體積小的優(yōu)點(diǎn)，以及具有通用性好、可靠性高、靈活性好與操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，已經(jīng)在工業(yè)各領(lǐng)域得到了廣泛推廣與應(yīng)用，下面主要針對(duì)PLC技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析。

1.2.1 通用性好

PLC技術(shù)的控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，能夠兼容各種硬件裝置，若要改變控制邏輯，只需改變相關(guān)程序即可，便可實(shí)現(xiàn)各種控制功能，具有較好的兼容性與通用性。與傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)相比，避免了控制系統(tǒng)的工作重新設(shè)計(jì)與重復(fù)連接，節(jié)約了運(yùn)行成本，提高了運(yùn)行效率。

1.2.2 可靠性高

PLC技術(shù)在運(yùn)行過(guò)程中，由于存在大量外界電磁干擾，對(duì)其可靠性提出了較高的要求。在硬件方面，PLC技術(shù)采用了隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施，并對(duì)其進(jìn)行了電磁兼容性設(shè)計(jì)與測(cè)試。在軟件方面，PLC技術(shù)采用了差錯(cuò)校驗(yàn)、數(shù)字濾波、指令復(fù)執(zhí)等抗干擾措施，并且應(yīng)用了故障診斷技術(shù)，具有了較強(qiáng)的自我診斷能力。因此，PLC技術(shù)具有較高的可靠性，實(shí)現(xiàn)了平均無(wú)故障時(shí)間2萬(wàn)小時(shí)以上。

1.2.3 靈活性好

PLC技術(shù)除了具備邏輯控制、順序控制功能以外，還具備了模數(shù)轉(zhuǎn)換、位置控制、數(shù)模轉(zhuǎn)換、生產(chǎn)監(jiān)控、遠(yuǎn)程通訊等功能。這些功能能夠?qū)崿F(xiàn)PLC技術(shù)既可以控制一臺(tái)設(shè)備，也可以控制一套設(shè)備，甚至可以控制全部生產(chǎn)線。還能夠有效實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)與不同裝置設(shè)備進(jìn)行結(jié)合，具有較強(qiáng)的靈活性。

1.2.4 操作簡(jiǎn)便

PLC技術(shù)采用了以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的編程方式，這種編程方式對(duì)于電氣技術(shù)人員來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單易學(xué)，容易理解。直觀形象的圖形界面方便了電氣技術(shù)人員的學(xué)習(xí)與識(shí)記，使其應(yīng)用更加廣泛。

2 PLC技術(shù)在煤炭工程中應(yīng)用的必要性

1）PLC技術(shù)在煤炭工程中的應(yīng)用，由于自身具有的特點(diǎn)，能夠提高煤炭工程控制系統(tǒng)的安全可靠性與運(yùn)行穩(wěn)定性[2]，能夠有效地組成一個(gè)通用性能好、靈活性能好的自動(dòng)控制有機(jī)整體。

2）PLC技術(shù)在煤炭工程中的應(yīng)用，由于自身具有體積小、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，大大降低了控制系統(tǒng)的電能損耗，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本，使得PLC技術(shù)的應(yīng)用成為了趨勢(shì)。

3）PLC技術(shù)替代了傳統(tǒng)的繼電接觸控制裝置，實(shí)現(xiàn)了煤炭工程生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，有利于形成一個(gè)自動(dòng)化程度高的控制系統(tǒng)。

總之，PLC技術(shù)能夠有效提高煤炭工程自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)作的可靠性和穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，此外，PLC技術(shù)具有較高的信息儲(chǔ)存價(jià)值，能夠有效促進(jìn)煤炭工程信息處理的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在煤炭工業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用PLC技術(shù)勢(shì)在必行。

3 PLC技術(shù)在煤炭工程電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在采掘機(jī)械系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤炭采掘機(jī)械系統(tǒng)是煤炭工程中的重要環(huán)節(jié)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和信息科技的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的采掘機(jī)械系統(tǒng)由于設(shè)備眾多，往往會(huì)存在各種各樣的安全隱患。煤炭采掘機(jī)械系統(tǒng)迫切需要一種先進(jìn)控制技術(shù)，以提高其自身的自動(dòng)化性能。在采掘機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，首先，大大降低了采掘機(jī)械系統(tǒng)電氣設(shè)備運(yùn)行故障的出現(xiàn)次數(shù)，保證了技術(shù)工作人員的生命安全，提高了煤炭生產(chǎn)的工作效率；其次，能夠有效提高系統(tǒng)故障的自動(dòng)診斷能力，并能及時(shí)發(fā)出警告并進(jìn)行處理，增強(qiáng)了采掘機(jī)械系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，保障了煤炭生產(chǎn)工作的高效安全運(yùn)行，進(jìn)而提高了煤炭開采的工作效率。此外，PLC技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于高壓供液系統(tǒng)中。PLC技術(shù)不僅能夠有效提高液壓支架的移動(dòng)速度，而且可以有效控制液壓支架的移動(dòng)位置，進(jìn)一步提高了煤炭開采工作的穩(wěn)定性和安全性[3]。

3.2 PLC技術(shù)在煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著煤炭開采技術(shù)的不斷提高和煤炭需求的不斷擴(kuò)大，無(wú)疑給煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)帶來(lái)了一定的壓力。皮帶運(yùn)輸是煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)的主要形式。PLC技術(shù)主要應(yīng)用在皮帶運(yùn)輸變頻器的控制方面，根據(jù)變頻器的負(fù)載變化來(lái)調(diào)節(jié)輸出功率的變化，進(jìn)而控制皮帶運(yùn)輸?shù)霓D(zhuǎn)速，有效降低了能量的損耗。具體的說(shuō)，PLC技術(shù)首先根據(jù)壓力傳感器的壓力信號(hào)測(cè)出負(fù)載大小，根據(jù)光電編碼器的脈沖信號(hào)測(cè)出電機(jī)轉(zhuǎn)速，然后對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算，得出皮帶輸送機(jī)的負(fù)載量，最后發(fā)出控制信號(hào)，隨著負(fù)載的變化對(duì)輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的功能。此外，PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高煤炭運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控管理，促進(jìn)煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)的高效安全運(yùn)轉(zhuǎn)，提高煤炭運(yùn)輸?shù)墓ぷ餍省LC技術(shù)的應(yīng)用還能夠有效發(fā)現(xiàn)煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)中的各種問(wèn)題，自動(dòng)分析故障原因，發(fā)出警告并及時(shí)通知工作人員進(jìn)行處理。

3.3 PLC技術(shù)在安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在安全監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤炭工業(yè)的電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，能夠快速啟動(dòng)自我保護(hù)功能，全力將故障設(shè)備的影響降到最小，進(jìn)而保障了系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。PLC技術(shù)還能夠有效確保煤炭工程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的安全性，信息數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確地反映出整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確地對(duì)整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)和運(yùn)行狀態(tài)有一個(gè)全面的了解。因此，煤炭工業(yè)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備保護(hù)工作，需要充分發(fā)揮PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和監(jiān)控作用。安全監(jiān)控工作是貫穿煤炭工程各個(gè)環(huán)節(jié)的一個(gè)重要內(nèi)容，還是對(duì)整個(gè)煤炭工程安全的一個(gè)重要保障。比如在煤炭采掘過(guò)程中，PLC技術(shù)通過(guò)對(duì)煤炭采掘系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠?qū)γ禾坎删驒C(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及遠(yuǎn)程控制，提高了煤炭采掘系統(tǒng)的運(yùn)行效率、提高了煤炭采掘系統(tǒng)的電能利用率，提高了地面工作人員的管理效率。在煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)中，PLC技術(shù)由于根據(jù)變頻器的負(fù)載變化來(lái)調(diào)節(jié)輸出功率的變化問(wèn)題，進(jìn)而控制皮帶運(yùn)輸機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過(guò)對(duì)各種傳感器的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)以及各種控制器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，提高了整個(gè)煤炭工業(yè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而有利于實(shí)現(xiàn)能量損耗的降低。

無(wú)論是在煤炭采掘機(jī)械系統(tǒng)、煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)還是安全監(jiān)控系統(tǒng)，都能夠發(fā)現(xiàn)PLC技術(shù)在自動(dòng)化方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并且能夠很好地保障煤炭工程電氣自動(dòng)化的安全高效運(yùn)行。因此，在未來(lái)的發(fā)展中，我們應(yīng)該高度重視PLC技術(shù)的完善和發(fā)展，促使PLC技術(shù)更好地發(fā)展，并充分發(fā)揮PLC技術(shù)在煤炭工程電氣自動(dòng)化中的巨大優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而進(jìn)一步推動(dòng)煤炭產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。