PLC控制技術(shù)在煤礦電器控制中的應(yīng)用研究

徐宜嶺 宗克峰 晏征 宋子中

摘要：在煤礦生產(chǎn)過程中，電器設(shè)備發(fā)揮了重要作用，不僅減少了人力資源投入，同時(shí)也保障了安全和生產(chǎn)效益。煤礦電器的操作需要使用PLC控制技術(shù)，提高控制效果、控制能力，幫助煤礦企業(yè)獲得更大經(jīng)濟(jì)效益。本文將深入分析煤礦生產(chǎn)中電器設(shè)備對(duì)PLC控制技術(shù)的應(yīng)用，從該技術(shù)的特點(diǎn)出發(fā)，用實(shí)例分析的方法解讀具體使用思路與流程。

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù);煤礦電器;電器控制

前言：所謂的PLC技術(shù)說的就是基于電子控制系統(tǒng)延展的數(shù)字操控技術(shù)，該技術(shù)需要依靠編程技術(shù)運(yùn)行。相較于傳統(tǒng)繼電器，PLC技術(shù)對(duì)于物理空間的要求并不高。除此之外PLC控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度更快，故障發(fā)生率更低。PLC控制系統(tǒng)憑借著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作價(jià)值高、使用范圍廣的優(yōu)勢(shì)被人們所信賴與喜愛。

一、PLC控制技術(shù)分析

所謂的PLC實(shí)際上就是可編程邏輯控制器簡(jiǎn)稱，是目前工業(yè)生產(chǎn)中最常見的技術(shù)，有著邏輯控制的特征。使用PLC編程，并完成設(shè)備數(shù)據(jù)采集、分析、控制、處理與輸出。實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)[1]?？刹僮餍?、穩(wěn)定性很高。該技術(shù)的結(jié)構(gòu)模式包括兩種，分別是固定式與模塊式。不同控制對(duì)象使用不同控制設(shè)備進(jìn)行操控，有著針對(duì)性管理的效果。

二、PLC控制技術(shù)的特點(diǎn)

眾所周知煤礦產(chǎn)業(yè)是我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是很多地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心支柱。煤礦生產(chǎn)的時(shí)候，為保障效率、質(zhì)量和安全，就需要用到很多電器設(shè)備。操作這些設(shè)備顯然不能用人力，此時(shí)需要用PLC控制技術(shù)[2]。PLC控制技術(shù)憑借著強(qiáng)大的功能與優(yōu)勢(shì)，為電路集成提供了極強(qiáng)的助力，保障了生產(chǎn)嚴(yán)謹(jǐn)性，能夠讓PLC技術(shù)完成對(duì)所有輸出接口、輸入接口的光電隔離。每一個(gè)模塊都有各自的屏蔽方法和形式，減少輻射帶給自身模塊運(yùn)作的干擾與影響。另外，PLC技術(shù)還能夠自我診斷故障與問題，在發(fā)生事故的時(shí)候第一時(shí)間切斷與處理，尋求答案并告警。PLC控制技術(shù)有著非常豐富的I/P接口模塊，能夠直接連接I/O模塊、現(xiàn)場(chǎng)器件、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。通過結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)模塊，自行選擇與煤礦企業(yè)發(fā)展需求相匹配的資源，體現(xiàn)對(duì)發(fā)展的需求。

二、PLC控制技術(shù)

（一）井下風(fēng)門

在周圍環(huán)境作用下，井下風(fēng)門兩側(cè)空氣就會(huì)出現(xiàn)不同壓差，此時(shí)的壓差會(huì)影響到井下風(fēng)門的正常使用。一般來說大多數(shù)風(fēng)門的面積都非常龐大[3]。開啟風(fēng)門以后，此時(shí)風(fēng)門所承受的壓力大概在40kg。井下風(fēng)門開啟以后，壓力會(huì)瞬間消失5kg，而這會(huì)影響到風(fēng)門的開啟效率與效果。煤礦企業(yè)在PLC控制技術(shù)的幫助下，可以很好的解決這一問題。依靠汽缸傳動(dòng)的方法控制井下風(fēng)門。另外在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還可以配備小風(fēng)窗的方法，進(jìn)一步提高井下風(fēng)門的開啟效率、開啟速度。舉例來說，國(guó)內(nèi)某山西煤礦的生產(chǎn)序列中，就配備了PLC控制技術(shù)用于對(duì)井下風(fēng)門的控制。風(fēng)門系統(tǒng)當(dāng)中的A門和B門有著相同的工作流程。早期階段，并沒有任何報(bào)警預(yù)告顯示。開起A門以后，此時(shí)紅色報(bào)警。假設(shè)20秒之內(nèi)沒有開門，該報(bào)警仍舊保持紅色。但如果此時(shí)開門則會(huì)從紅燈變成綠燈，此時(shí)維持200秒左右的時(shí)間。A門合上之后此時(shí)報(bào)警變回紅色，假設(shè)20秒內(nèi)沒有合上，則仍舊為紅色報(bào)警狀態(tài)。但如果此時(shí)門合上則一切參數(shù)回歸正常。

（二）提升機(jī)

在煤礦生產(chǎn)的時(shí)候會(huì)用到許多的大功率設(shè)備，比如可編程的控制器、大功率的晶閘管變流器。這些設(shè)備在生產(chǎn)中能能夠?yàn)槔鲜教嵘龣C(jī)技術(shù)改造提供很多的支持、很多的幫助。改造環(huán)節(jié)保留相應(yīng)的直流主電機(jī)與部分機(jī)械設(shè)備。在保障設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)前提下整體改造技術(shù)。電樞回路的改造需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌凑站唧w表現(xiàn)、具體情況操作。假設(shè)需要切換新老系統(tǒng)，那么就可以用刀閘切換的方法以及新舊設(shè)備控制轉(zhuǎn)換的形式，使用多路航空插頭完成控制要求，保障升降機(jī)油泵有效控制。操作新系統(tǒng)的時(shí)候，一般都會(huì)用一段時(shí)間對(duì)其進(jìn)行運(yùn)行嘗試和調(diào)試。假設(shè)試運(yùn)行環(huán)節(jié)遇到了很多的問題，就需要暫時(shí)使用舊系統(tǒng)頂替。如果礦山開采所用系統(tǒng)能夠滿足當(dāng)前的生產(chǎn)要求、生產(chǎn)指標(biāo)，就不需要頻繁更換，繼續(xù)使用即可。

實(shí)踐操作的時(shí)候，更換系統(tǒng)與零配件這種活大多會(huì)交給有著豐富工作經(jīng)驗(yàn)的作業(yè)人員，保障操作專業(yè)性、準(zhǔn)確性、科學(xué)性。更新系統(tǒng)的時(shí)候必須有專人到現(xiàn)場(chǎng)管理與監(jiān)督，把好質(zhì)量關(guān)。系統(tǒng)運(yùn)行中如果發(fā)生問題、出現(xiàn)故障。工作人員可以靠著自己的安裝經(jīng)驗(yàn)第一時(shí)間找到故障問題，解決故障情況，提高檢修效率、維護(hù)效果。系統(tǒng)的安裝一定要提高監(jiān)管重視度、嚴(yán)謹(jǐn)度，做好礦井內(nèi)部的監(jiān)督，包括制動(dòng)系統(tǒng)、開關(guān)系統(tǒng)、線路系統(tǒng)，在提高安裝效率的同時(shí)，保障安裝質(zhì)量。傳感器校對(duì)、傳感器檢測(cè)一般會(huì)用到在線輸電的方法，根據(jù)傳感器的情況實(shí)時(shí)傳輸信息數(shù)據(jù)。并按照參數(shù)情況調(diào)節(jié)傳感器的精度。投入使用系統(tǒng)以后，要嚴(yán)格監(jiān)督系統(tǒng)各個(gè)部分的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行情況。要定期維護(hù)、檢修新系統(tǒng)，保障新系統(tǒng)能夠發(fā)揮應(yīng)有作用，體現(xiàn)出應(yīng)有價(jià)值。另外還要保障閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，做好測(cè)試，從而讓系統(tǒng)參數(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)得到準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)。利用調(diào)試過程，讓設(shè)備變得更加有效。結(jié)束測(cè)試工作后暫停礦井電氣運(yùn)行。使用空載試運(yùn)行的方法測(cè)試系統(tǒng)，一般時(shí)間為2天。

（三）運(yùn)帶輸送機(jī)

控制煤礦電器的時(shí)候，PLC控制技術(shù)體現(xiàn)出了巨大作用，尤其是運(yùn)帶輸送機(jī)，更是展現(xiàn)了極大的價(jià)值。運(yùn)帶輸送機(jī)使用PLC控制技術(shù)可以有效提高煤礦的產(chǎn)能、生產(chǎn)效率。利用閘瓦與制動(dòng)盤摩擦力，產(chǎn)生制動(dòng)力矩。此時(shí)依靠液壓站調(diào)節(jié)二者制動(dòng)力。一般來說，運(yùn)行的時(shí)候設(shè)備正壓力都是0，系統(tǒng)油壓在此時(shí)此刻會(huì)達(dá)到最大值。此時(shí)制動(dòng)閘為非開啟狀態(tài)，制動(dòng)盤與閘瓦間隔1.3毫米。制動(dòng)設(shè)備的時(shí)候，讓工作人員輸入相應(yīng)指令，就能夠使設(shè)備自動(dòng)操作。設(shè)備能夠根據(jù)命令控制自己的生產(chǎn)作業(yè)流程，完成對(duì)每個(gè)細(xì)節(jié)的有效管理、精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)油壓的有效管理，完成設(shè)備制動(dòng)。假設(shè)此時(shí)的環(huán)境溫度在40攝氏度，則盤式制動(dòng)裝置為一小時(shí)10次的制動(dòng)頻率。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要保障系統(tǒng)內(nèi)部液壓控制系統(tǒng)為完全對(duì)稱，從而滿足工作全部要求。應(yīng)用傳感器獲取與采集信息，并在顯示器中展示，讓工作人員分析與觀察。舉例來說國(guó)內(nèi)某煤礦企業(yè)在控制電器的時(shí)候應(yīng)用了PLC技術(shù)，系統(tǒng)應(yīng)用三菱的FX2N-48MT-001可編程控制器操作運(yùn)帶輸送機(jī)，不僅穩(wěn)定性極好，同時(shí)操作效果、操作質(zhì)量極高。

（四）整體運(yùn)行

大多數(shù)情況下，煤礦生產(chǎn)的危險(xiǎn)性都是比較高的，所以此時(shí)需要使用對(duì)應(yīng)的控制技術(shù)、控制手段保障生產(chǎn)安全性、作業(yè)安全性，減少人員受傷、設(shè)備損壞情況。PLC控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦山生產(chǎn)、電氣設(shè)備整體管理、運(yùn)行控制。可以讓工作人員現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)間不斷縮小，保障作業(yè)安全性。并且系統(tǒng)本身就具備故障檢測(cè)、分析能力，能夠盡可能減少故障概率。減少了維修，提高了設(shè)備運(yùn)行能力。所以才可以最大化企業(yè)生產(chǎn)效益，具有非常好的生產(chǎn)效果。

結(jié)語(yǔ)：從本文的敘述可以看到，在煤礦生產(chǎn)中會(huì)用到很多的電器設(shè)備，這些電器設(shè)備為煤礦的生產(chǎn)提供了極大的支持，保障了生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)效果。尤其是井下風(fēng)門、提升機(jī)以及運(yùn)帶輸送機(jī)，在使用了PLC技術(shù)以后，提高了運(yùn)行能力，保障了生產(chǎn)精準(zhǔn)性。系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性在這樣的背景下得到保障、得到支持。

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