微探自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用

王大偉 張?jiān)?/p>

摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用已成為當(dāng)前礦山機(jī)電控制系統(tǒng)中必不可少的一部分，并且在礦山企業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮出了巨大作用。文章從自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)的原理出發(fā)，首先分析了自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，然后討論了自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的具體應(yīng)用，希望對(duì)我國(guó)礦山生產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：礦山；機(jī)電控制；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用

引言

自動(dòng)化技術(shù)是一門綜合性技術(shù)，它和控制論、信息論、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子學(xué)、液壓氣壓技術(shù)、自動(dòng)控制等都有著十分密切的關(guān)系，而其中又以控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的影響最大。用作礦上領(lǐng)域最為突出的為PLC控制方面的應(yīng)用，在礦山機(jī)電控制領(lǐng)域的描述為工業(yè)環(huán)境中能夠編程并對(duì)數(shù)字運(yùn)算系統(tǒng)進(jìn)行操作的控制器。較以往的繼電器控制設(shè)備而言，PLC系統(tǒng)不僅占地面積小、能耗低，還能實(shí)現(xiàn)通過多種指令的輸入和輸出來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同應(yīng)用設(shè)備的控制，其應(yīng)用是我國(guó)礦山機(jī)電控制設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域的巨大進(jìn)步。

1礦山機(jī)電控制中的自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)原理

一，控制環(huán)節(jié)。自動(dòng)化系統(tǒng)中控制環(huán)節(jié)主要指的是輸出采用，首先利用PLC系統(tǒng)掃描得到所需的數(shù)據(jù)信息，然后將其傳輸?shù)较到y(tǒng)的內(nèi)部控制單元，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行下時(shí)段的系統(tǒng)控制。需要注意的是，在完成一次數(shù)據(jù)采樣工作后，這一時(shí)段就不可再進(jìn)行數(shù)據(jù)變更，也不會(huì)受到采樣數(shù)據(jù)變化的影響。

二，數(shù)據(jù)掃描環(huán)節(jié)。PLC系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)掃描主要針對(duì)的是上一時(shí)段的信息數(shù)據(jù)，在掃描范圍內(nèi)會(huì)同時(shí)進(jìn)行上下和左右兩個(gè)不同的計(jì)算順序，并且在完成數(shù)據(jù)掃描后形成新的邏輯信息。

三，執(zhí)行階段。PLC系統(tǒng)的最后一個(gè)階段是輸出刷新，輸出刷新階段需要進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果的存儲(chǔ)和輸出，進(jìn)而，實(shí)現(xiàn)由輸出電路對(duì)整個(gè)設(shè)備的有效控制。

2礦山機(jī)電控制中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

無論在哪種類型的礦山機(jī)電設(shè)備中，PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)都是十分顯著，具體包括擴(kuò)展的便捷性、較強(qiáng)的實(shí)用性以及能夠與多種系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用等三個(gè)方面，正是由于PLC技術(shù)有如此顯著的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值，使得其在具體應(yīng)用過程中能夠滿足多種工作需求，有效地實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)電設(shè)備的控制。其中，拓展的便捷性是指只需要簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言或者邏輯圖就可以對(duì)PLC控制器進(jìn)行應(yīng)用，不需要PLC控制器的編程人員具有較高的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)。同時(shí)，PLC控制程序的開發(fā)、調(diào)試與安裝也不需要較大的時(shí)間，不需要投入較多的時(shí)間成本。不僅如此，PLC控制器的程序能夠進(jìn)行在線修改，不需要進(jìn)行裝置拆卸。除此之外，PLC技術(shù)采用了屏蔽與穩(wěn)壓等方式，從而能夠有效地防止內(nèi)部電源。

3自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用

3.1提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性

由上文可知，PLC技術(shù)是在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，并且通過對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的記錄和計(jì)算來進(jìn)行指令編制和執(zhí)行，最終實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行效率提升。第一，信息收集與處理環(huán)節(jié)。PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崟r(shí)收集系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)篩選出異常信息進(jìn)行獨(dú)立分析，在數(shù)據(jù)的支持上進(jìn)行計(jì)算處理，提升了系統(tǒng)的智能化水平；第二，控制系統(tǒng)順序。將礦山機(jī)電控制系統(tǒng)的各模板資料錄入PLC系統(tǒng)內(nèi)，確保PLC系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)能夠自動(dòng)對(duì)各模板運(yùn)行情況進(jìn)行收集和分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電系統(tǒng)各部位運(yùn)行狀況的監(jiān)控與調(diào)節(jié)；第三，模擬閉環(huán)控制。礦山機(jī)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行受到各因素的影響，例如電流、電壓以及開關(guān)狀態(tài)等方面，而PLC技術(shù)能夠通過模擬閉環(huán)控制，盡快發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障，從而保障礦山機(jī)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。PLC技術(shù)能夠通過控制系統(tǒng)開關(guān)來控制礦山機(jī)電系統(tǒng)信號(hào)的輸入與輸出，有效保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

3.2實(shí)現(xiàn)井下風(fēng)門自動(dòng)啟閉

在以往的礦山生產(chǎn)工作中，井下使用的風(fēng)門通常需要人工進(jìn)行開啟和關(guān)閉，然而，由于風(fēng)門內(nèi)外較大的壓力差，風(fēng)門的開啟需要操作人員借助工具或者用很大的力才可以實(shí)現(xiàn)，這就使風(fēng)門的人工啟閉十分困難，并且很容易導(dǎo)致風(fēng)門損壞。而自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，為擺脫人工控制風(fēng)門提供了捷徑，在現(xiàn)代礦山中使用遠(yuǎn)紅外傳感器對(duì)進(jìn)出風(fēng)門的車輛進(jìn)行檢測(cè)，然后使用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)門自動(dòng)開啟和關(guān)閉，可以有效克服人工操作存在的難題，同時(shí)還可以節(jié)省勞動(dòng)力，提高控制的安全性。風(fēng)門面積一般比較大，從而使得風(fēng)門兩側(cè)壓力差較大。針對(duì)風(fēng)門內(nèi)外壓力差較大、難以開啟的問題，在實(shí)際操作時(shí)，操作人員需要積極思考減小壓力、降低開門阻力的辦法，如在門上開一個(gè)小窗戶，在開啟風(fēng)門之前，首先將小窗戶打開，此時(shí)風(fēng)門兩側(cè)的壓力大幅度減小，就可以用很小的力開啟風(fēng)門。隨著PLC技術(shù)在礦山設(shè)備控制中的應(yīng)用推廣，越來越多的企業(yè)采用PLC控制技術(shù)控制風(fēng)門的開啟與關(guān)閉，在為企業(yè)節(jié)省人力、物力的同時(shí)，也提高了風(fēng)門的安全性。可以將風(fēng)門打開。

3.3礦山提升機(jī)改造

繼電器控制系統(tǒng)是傳統(tǒng)礦山提升機(jī)的主要控制元件，當(dāng)前已隨著PLC系統(tǒng)的普及、應(yīng)用而逐漸淘汰，由此可見，PLC系統(tǒng)編程控制的控制器和變頻器在礦山提升機(jī)中有著十分顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。根據(jù)PLC系統(tǒng)在礦山提升機(jī)中的應(yīng)用情況來看，PLC技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，首先需要對(duì)礦山提升機(jī)進(jìn)行改造，具體改造步驟如下：第一，將原有的操作臺(tái)拆卸下來，然后將基于PLC系統(tǒng)的操作臺(tái)替換上去。需要注意的是，原來的操作臺(tái)拆下來不要直接扔掉，在后續(xù)的改造過程中還需要用到它；第二，其次需要安裝能夠轉(zhuǎn)換新舊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換電站，從而有效地保證原有系統(tǒng)能夠在改造過程中保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)；另外，由于礦山作業(yè)尤其需要重視安全和穩(wěn)定，因此必須在礦山提升機(jī)改造完成之前對(duì)新系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與檢測(cè)，同時(shí)安排專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行新系統(tǒng)的安裝，從而為系統(tǒng)運(yùn)行的安全性提供有力保障。

3.4改造膠帶機(jī)裝置

膠帶機(jī)裝置是在自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的一體化機(jī)電液控制設(shè)備，在近幾年的礦山井下生產(chǎn)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。這種新型膠帶機(jī)裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器與輸出軸的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)井下生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。一般情況下，該設(shè)備工作時(shí)的正壓力為0，此時(shí)系統(tǒng)油壓會(huì)達(dá)到最大值，制動(dòng)閥處于松閘狀態(tài)，電液控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)收到的指令來自動(dòng)減小油壓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。在具體應(yīng)用時(shí)，若遇到數(shù)值超出了正常設(shè)定的情況，PLC就會(huì)將供電電流減小，適當(dāng)控制制動(dòng)系統(tǒng)的油壓，讓膠帶機(jī)逐漸減速；當(dāng)PLC測(cè)得數(shù)據(jù)小于設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)時(shí)，PLC會(huì)控制設(shè)備自動(dòng)增大供電電流，打開閘瓦，保證膠帶輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

較傳統(tǒng)的繼電器控制設(shè)備而言，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠有效提升礦山生產(chǎn)流程的實(shí)效性，同時(shí)還能有效降低生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的綜合效益，其優(yōu)越性是毋庸置疑的。而伴隨著自動(dòng)化技術(shù)的推廣和普及，當(dāng)前大多數(shù)礦山企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，但是與機(jī)電控制息息相關(guān)的各項(xiàng)措施還需要進(jìn)一步的完善與優(yōu)化，需要企業(yè)根據(jù)井下的實(shí)際生產(chǎn)狀況來對(duì)自動(dòng)化控制進(jìn)行調(diào)整，確保礦山井下生產(chǎn)效益。

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