基于PLC技術的礦山機電控制應用探討

岳繼宏

(同煤集團燕子山礦， 山西 大同 037037)

0 引 言

隨著自動化技術以及信息技術快速的發(fā)展，PLC技術在礦山設備中的應用進一步提升了礦山機電設備控制的自動化應用水平，使礦山的開采效率不斷提升。目前，對PLC技術在礦山設備中的應用研究多為PLC機電控制模型的建立和分析，關于PLC應用于機電設備的實踐研究相對較少。筆者以PLC在老式提升機設備、下運膠帶機設備及井下風門自動啟閉控制中的實踐應用為例，探討了PLC技術的實際應用情況。

1 PLC技術概述

礦山開采過程中PLC技術的應用主要指在特定的工業(yè)生產條件下，能夠借助于數(shù)字操作系統(tǒng)實現(xiàn)編程的邏輯控制裝置。PLC系統(tǒng)可以利用編程達到儲存的功能，可以儲存各種指令內容，例如計時指令、排序指令等。在接收到指令之后，可以通過不同的方式完成信息輸入及輸出工作，可以實現(xiàn)不同的控制效果。在PLC技術的具體應用中，還可與不同的系統(tǒng)組合使用， PLC控制裝置在運行時擁有非常多優(yōu)點，擁有相對強抗干擾性能、信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性高，實際應用中非常便捷靈活[1]。PLC技術分類如表1所示。在礦山開采發(fā)展中，PLC技術的應用范圍越來越廣泛，發(fā)揮著不可替代的作用。

表1 PLC技術分類表

礦山機電設備之前多采用繼電器裝置完成整個控制工作，此種控制系統(tǒng)是由硬件間連線組合，利用并聯(lián)以及串聯(lián)方法將不同的設備組合到一起，采用此方法，連線使用非常多，不同連線之間接觸點極多，線路相對非常復雜，設備體積較為巨大，占據空面積多。另外，由于接觸點的數(shù)量相對較多，導致電能消耗增加。此種設備系統(tǒng)特征以及性能也不易進行改動，若是系統(tǒng)需要進行調試處理就非常棘手，對于礦山開采事業(yè)的需求限制個很大。PLC技術的應用使得開采機電設備的控制水平和效率有了很大提升。

2 PLC技術在煤礦機電控制中的應用

PLC控制裝置屬于模塊化的結構形式， PLC系統(tǒng)組合靈便，編程語言簡單，整個編程過程便捷可靠，抗干擾性能較強。PLC技術在工業(yè)生產的順序控制、定時通信等確保了電氣設備安全可靠的運行[2]。

2.1 提升機設備改造

利用PLC技術對老式提升機設備進行改造就是通過一個相對大功率的控制裝置和晶閘管的電流改造， PLC 作為主控系統(tǒng)的控制核心，確定了系統(tǒng)的工作方式和控制方式，承擔系統(tǒng)的各種控制命令發(fā)布任務，以完成提升機啟動、加速、等速、減速、爬行、停車整個過程的邏輯控制。通過對提升機設備改造，老式提升機設備運行效果得到了極大的改善。

具體的改造流程如下：

(1) 操作臺改造。將老式提升機舊操作平臺轉移至一旁位置，對操作臺進行整體的搬移，便于新操作臺的安裝。改造處理過程中，仍應用之前的系統(tǒng)并需在舊操作臺上進行系統(tǒng)調試。

(2) 將轉換裝置安裝于回路之中，確保新舊系統(tǒng)能夠相互進行轉換，安裝新操作系統(tǒng)過程中，保留之前的操作系統(tǒng)為備用系統(tǒng)使用。

(3) 要嚴格管控安裝質量，要求新系統(tǒng)安裝過程中，安裝作業(yè)人員經過專業(yè)知識與技能的培訓，確保安裝作業(yè)人員全部持證上崗，擁有扎實技能以及豐富的經驗，并且還參與設備的后期維護工作。

2.2 運膠帶機設備改造

運膠帶機設備改造過程中，應用最為廣泛的PLC裝置變?yōu)镵ZP盤式可控裝置。該裝置包含有以下三個重要組成部分：液壓站、制動部件以及電控裝置等。在以上三大組成部分之中，制動裝置是利用與制動盤結構進行摩擦形成一定的制動阻力，然后再利用外界力量使得制動力得以變化。

對下運膠帶設備進行改造時，KZP盤式可控裝置通過電動機輸出軸位置和輸送帶上安裝的速度傳感裝置，對膠帶運行過程中具體的數(shù)據加以收集，這些數(shù)據都會在裝置中顯示。若是速度傳感裝置檢測到的數(shù)據超出事先設備的范圍時，PLC控制裝置便能自動的降低傳輸速率，確保系統(tǒng)可以處在穩(wěn)定的運行狀態(tài)之下，實現(xiàn)對下運膠帶機設備的有效控制，確保膠帶機設備的帶速能夠有效減少。若是檢測到的數(shù)據小于事先設定范圍，則整個調節(jié)過程恰恰相反，確保膠帶機設備的帶速能夠有效增加。

2.3 井下風門自動啟閉的改造

礦山生產情況下井下風門開啟以及閉合均是通過人工操作的方式完成，主要為人為控制方式。不過，井下風門因為承受相對大的壓力，導致了風門在啟閉的過程中操作極為困難。要僅依靠人工的方式完成風門啟閉操作相對困難，并且還極易出現(xiàn)風門損壞問題。通過PLC技術應用顯著的改變了此類問題，加設上紅外感應裝置，對進入與駛出的車輛加以檢測，無需再利用人工方式完成風門的啟閉操作，通過PLC技術完成風門的自動控制啟閉，達到自動控制的目標。若是有車通過，風門能夠自動打開，車輛進入后風門可自動閉合，如此能夠確保工作效率進一步提升，能有效的減少生產成本[3]。風門開啟中，需要經過特定程序，首先應當確保窗戶打開再開啟門，因為風門自身面積相對大，其兩側位置處壓力值相對大，要想減少風門開啟過程中兩側壓差造成的不穩(wěn)定問題，通常風門結構之上會加設上面積相對較小的窗戶，這便能夠確保風門兩側位置處的壓差更加平衡，確保風門更加安全與可靠。PLC在井下風門自動啟閉應用原理如圖1所示。

圖1 PLC在井下風門自動啟閉應用原理圖

3 PLC技術在機電控制應用的注意事項

礦山生產過程中，應用PLC技術時要注意環(huán)境溫度的變化，對環(huán)境溫度進行嚴格的控制，要求環(huán)境溫度處在0～55 ℃的溫度范圍。如果環(huán)境溫度相對較高，導致PLC系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性受到影響，同時還將增加系統(tǒng)出現(xiàn)故障概率，使系統(tǒng)的運行壽命顯著減少。若PLC系統(tǒng)在運行過程中的溫度相對較低，則使模擬電路自身的運行速率有所減少，同時也會對系統(tǒng)的安全性以及有效性造成影響，要是環(huán)境溫度值在0 ℃之下，極易導致系統(tǒng)不能正常運行，系統(tǒng)還會發(fā)生完全崩潰的問題。所以，利用PLC控制系統(tǒng)對礦山機電設備進行控制時，應當確保環(huán)境溫度處于適宜范圍中，當溫度超出范圍后，需要及時調節(jié)相應的溫度，這樣才能保證PLC系統(tǒng)的作用更好的得以發(fā)揮，從而有效的提升機電設備的運行效率。

4 結 語

現(xiàn)階段，通過PLC技術的應用，不僅推動了礦山

自動化水平的提高，也推動了礦山經濟進一步發(fā)展，極大提升了礦山生產的自動化水平。隨著PLC技術不斷革新與發(fā)展，其在礦山機電控制中的應用被越來越重視，對于礦山生產節(jié)能增效和保障機電設備運行安全具有重要意義。

參考文獻：

[1] 馮文君.PLC技術在礦山機電控制中應用研究[J].科技創(chuàng)新導報,2017,14(18):114-115.

[2] 郭 娟.PLC技術在礦山機電控制中的應用初探[J].世界有色金屬,2017(6):82+85.

[3] 高崎山.礦山機電設備變頻控制技術分析[J].建材與裝飾,2017(42):171-172.