PLC技術(shù)在礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

摘 要：在我國社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展水平不斷提高以及科技化進(jìn)程不斷深入的環(huán)境下，自動(dòng)化技術(shù)的有效運(yùn)用不僅為各行各業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供了積極的幫助，而且還能在人力、物力、財(cái)力方面，為企業(yè)節(jié)省大量的成本投入，使企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益，從而為自身發(fā)展提供經(jīng)濟(jì)支持。PLC技術(shù)是現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種新型技術(shù)，具有維護(hù)方便、安裝簡便、適應(yīng)性強(qiáng)、使用便利、可靠性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等眾多優(yōu)勢，并且由于投資成本較低，深受專業(yè)人士的青睞。本文針對(duì)PLC技術(shù)在礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的有效應(yīng)用途徑展開詳細(xì)分析，進(jìn)一步促進(jìn)采礦行業(yè)的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);礦井;自動(dòng)化;監(jiān)控系統(tǒng)

PLC技術(shù)作為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)的核心部分，是由多個(gè)元素組成的、對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)，主要包括：功能模塊、輸入接口、輸出接口、儲(chǔ)存器、中央處理單元、電源。PLC系統(tǒng)中的CPU在實(shí)際運(yùn)行中，以一定的掃描速度對(duì)輸出刷新、用戶程序執(zhí)行、輸出采樣進(jìn)行重復(fù)操作，從而有效實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)、順序的邏輯控制目標(biāo)。目前PLC技術(shù)在我國煤礦、印刷、化工、冶金等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其可編程序控制器主要以以下三個(gè)方面為依據(jù)進(jìn)行分類，可編程序控制器具有的控制規(guī)模，在使用過程中可編程序控制器具有的性能，可編程序控制器具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。PLC技術(shù)無論在控制規(guī)模方面，還是性能、結(jié)構(gòu)方面，都能夠?qū)σ恍┚哂休^為特殊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效操作，并且為檢修和調(diào)試工作提供方便，對(duì)于井下采礦作業(yè)而言，是一種具有較高有效性和安全性的技術(shù)方式。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，運(yùn)用PLC技術(shù)是主要涉及以下幾個(gè)方面：工業(yè)網(wǎng)站、傳感器、井下監(jiān)控分站、地面監(jiān)控、主機(jī)。通過對(duì)傳感器的有效利用，能夠?qū)⒃O(shè)備的流速、溫度、流量、壓強(qiáng)以及井下實(shí)際環(huán)境進(jìn)行信號(hào)交換，再由井下監(jiān)控分站接收這些經(jīng)過交換的信號(hào)，將這些數(shù)據(jù)輸入到監(jiān)控分站進(jìn)行專業(yè)的采集整理，之后由以太網(wǎng)傳輸?shù)降孛婵刂浦鳈C(jī)中。此時(shí)地面主機(jī)可以通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)、圖片等眾多形式，將井下實(shí)際情況真實(shí)反映出來，從而形成一個(gè)具有較高規(guī)范性和完整性的循環(huán)網(wǎng)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 監(jiān)控分站的應(yīng)用

作為以模擬量輸入模塊、以太網(wǎng)通信模塊、電源模塊、模擬量、數(shù)字量的有效應(yīng)用為主要技術(shù)體現(xiàn)的現(xiàn)代化應(yīng)用技術(shù)，PLC技術(shù)對(duì)礦井施工過程中所使用的硬件設(shè)備具有較高的要求。在實(shí)際運(yùn)用PLC的過程，需要保證硬件設(shè)備形成一個(gè)具有較高閉合性的控制系統(tǒng)，因此在礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)過程中，需要對(duì)數(shù)字量和模擬量這兩個(gè)型號(hào)之間的關(guān)系進(jìn)行妥善運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制的目的，如圖一、表一、表二所示。這是由于井下作業(yè)具有的功能靈活、易操作、標(biāo)準(zhǔn)化、快速傳輸、體積合理、面積合理等眾多需求，能夠在PLC相關(guān)配置下得到有效滿足，對(duì)采集信號(hào)的處理需求也能夠在整個(gè)硬件應(yīng)用過程中得到有效滿足。與此同時(shí)，PLC技術(shù)具有的運(yùn)算能力主要體現(xiàn)在對(duì)硬件的反復(fù)操作方面，能夠?qū)唧w情況進(jìn)行全面分析和處理。在對(duì)整個(gè)硬件的應(yīng)用進(jìn)行處理時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)將采集到的信號(hào)進(jìn)行相對(duì)的處理這一目的。另外，在PLC技術(shù)的運(yùn)算能力上的反應(yīng)，主要是針對(duì)在硬件上的反復(fù)操作，并且實(shí)現(xiàn)整體的分析處理。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸

合理選擇并使用操作屏，是PLC技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸功能在硬件方面的具體體現(xiàn)，通過對(duì)控制屏面板通信接口的連接，使后續(xù)自動(dòng)化控制操作能夠有效實(shí)現(xiàn)。由于工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)能夠?qū)⒅芷谛缘淖詣?dòng)化傳輸功能妥善運(yùn)用的礦井作業(yè)中，因此PLC技術(shù)在礦井施工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

作為礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中最為復(fù)雜和重要的一項(xiàng)應(yīng)用，PLC軟件技術(shù)是否具有較高的應(yīng)用水平，直接決定了自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是否具有較高的性能。PLC技術(shù)在礦井自動(dòng)化監(jiān)控軟件系統(tǒng)中的主要應(yīng)用體現(xiàn)在地上軟件與井下軟件之間的協(xié)調(diào)性方面，是地上軟件與地下軟件能夠在主程序中有效實(shí)現(xiàn)循環(huán)的掃面方式，使主程序與子程序之間的鏈接在突出的時(shí)間段內(nèi)有效完成。將PLC技術(shù)運(yùn)用到礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠使整個(gè)軟件系統(tǒng)在進(jìn)行初始化的過程中，自動(dòng)完存數(shù)復(fù)位、服務(wù)通訊、自我診斷等對(duì)于一個(gè)軟件系統(tǒng)而言具有重要意義的操作，這也是能夠體現(xiàn)PLC技術(shù)具有較高先進(jìn)性的方面。與此同時(shí)，應(yīng)該對(duì)整個(gè)軟件系統(tǒng)中輸入分站的模擬量進(jìn)行控制，保證模擬量在4mA-20mA之間。在此基礎(chǔ)上，保證能夠完成CPU內(nèi)部0-27946之間的數(shù)字量的處理要求，這一軟件的公式為：R=H·M/27648（其中R為工程值，H為傳感器量程）[2]。

4 應(yīng)用干擾問題的排除

對(duì)于PLC技術(shù)而言，在井下自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的有效應(yīng)用還體現(xiàn)在能夠?qū)⒋嬖诘母蓴_問題利用自身具有的抑制作用進(jìn)行逐一排除，在對(duì)干擾問題進(jìn)行排除的過程中，需要對(duì)應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行體現(xiàn)。在對(duì)電源進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)電網(wǎng)具有的干擾給予重點(diǎn)考慮，采取多元化的措施對(duì)電網(wǎng)干擾進(jìn)行抑制。具體做法是在電源輸入的過程中，結(jié)合實(shí)際情況將濾波器合理安置其中。與此同時(shí)，由于PLC技術(shù)主要來源于自動(dòng)雷達(dá)系統(tǒng)的功能檢測，能夠自動(dòng)規(guī)避周圍一定范圍內(nèi)的干擾源，因此能夠使系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)對(duì)自身進(jìn)行妥善保護(hù)的目標(biāo)。除此之外，當(dāng)?shù)叵螺敵鰧?shù)據(jù)傳遞到地面輸出的過程中，PLC技術(shù)具有接收和屏蔽系統(tǒng)模擬信號(hào)的特點(diǎn)，能夠?qū)ο嚓P(guān)干擾源起到良好的抑制效果，并且這一模擬系統(tǒng)能夠使上下數(shù)據(jù)有效整合的目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)[3]。

5 結(jié)束語

通過上文針對(duì)PLC技術(shù)在礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的有效應(yīng)用途徑，展開的詳細(xì)分析和系統(tǒng)性研究，我們能夠更加明確的了解，將PLC技術(shù)運(yùn)用的礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠使相關(guān)工作的可靠性和有效性得到提升，能夠?qū)⒌V井中的實(shí)際環(huán)境真實(shí)反映出來，從而輔助相關(guān)工作人員對(duì)存在的不良因素進(jìn)行整改，及時(shí)采取對(duì)應(yīng)的措施，降低不良因素造成的危。不僅能夠在一定程度上使采礦行業(yè)的生產(chǎn)效率得到提升，而且還能最大程度降低施工作業(yè)中存在的安全隱患，為施工人員的生命安全以及企業(yè)成本效益的提升提供幫助。因此相關(guān)人士必須對(duì)PLC技術(shù)給予足夠重視，不斷深入研究和創(chuàng)新，提高PLC技術(shù)能力的同時(shí)，進(jìn)一步促進(jìn)我國煤礦行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧升利.解析礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)的有效應(yīng)用途徑[J].信息通信，2018（01）：54+32.

[2]高世鷹，趙亞軍.PLC控制技術(shù)在礦山電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技，2018（12）：136-138.

[3]崔銀平，蘇繼，張慶.試論礦山機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的有效應(yīng)用途徑[J].湖南農(nóng)機(jī)，2019（07）：104+106.

作者簡介：

杜俊偉（1986-），男，漢族，山西，學(xué)歷：本科，職稱：機(jī)電助理工程師，現(xiàn)任職務(wù)：副隊(duì)長，研究方向：機(jī)電。