PLC在礦山電氣自動化控制中的應(yīng)用研究

孫崇君

（江西鑫通機械制造有限公司，江西 萍鄉(xiāng) 337009）

PLC作為被廣泛運用于多個行業(yè)領(lǐng)域的成熟技術(shù)，是通過收集用戶需求，對任務(wù)開展邏輯控制相關(guān)的計算，以及設(shè)備生產(chǎn)順序調(diào)整，以及對各項操作指令進行技術(shù)分析。進一步結(jié)合數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后輸出的方法，幫助完成對設(shè)備實際運轉(zhuǎn)情況的監(jiān)控。結(jié)合PLC本身就具備的獨立運算能力，執(zhí)行所需掃描指令工作，并依據(jù)任務(wù)指令和運算模型，對自動化裝置的運維情況，開展完整的記錄和存儲。并將終端輸出數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號過后，及時反饋給計算機，科學(xué)合理的操控電氣自動化設(shè)備。PLC在產(chǎn)生和成熟之時，就以維修簡單、通用性高的優(yōu)勢，被廣泛運用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)。能夠通過利用終端及時反饋的做法，提升自動化控制技術(shù)的性能。有助于各行業(yè)工作人員完成對設(shè)備的檢修與維護，實現(xiàn)對多元化數(shù)據(jù)的檢索。

1 基于PLC的礦山電氣自動化控制應(yīng)用研究

1.1 采集PLC礦山電氣自動化控制數(shù)據(jù)

在礦山電氣自動化控制的過程中，應(yīng)著重于對端口進行設(shè)計。而相關(guān)設(shè)計的重點，則在于對設(shè)備內(nèi)部的端口開展有效更新。依照設(shè)計原則和設(shè)計慣例，PLC設(shè)備內(nèi)部應(yīng)具備3個端口，可分別將其編碼設(shè)置為1到3。這3個端口本身的設(shè)計并不具備更多的創(chuàng)新性，因此需要通過利用對設(shè)備終端數(shù)據(jù)的捕獲動作，來進一步優(yōu)化這3個端口的設(shè)計理念問題。具體的做法就是，設(shè)置端口1的代號為“001”。于是其他兩個端口的代號情況，就成為了“002”“003”。這3個通訊端口的通訊地址，就可以分別表示為“0101”“0202”和“0303”。這樣的簡單編號，除了能夠代表端口的通訊地址，還包括對于相關(guān)數(shù)據(jù)的精準定位任務(wù)。在定位任務(wù)能夠得到完成后，應(yīng)結(jié)合設(shè)備的通訊指令，來進一步得出相關(guān)數(shù)據(jù)的并行排列方式，最終完成針對于端口的數(shù)據(jù)輸出[1]。與此同時，除卻對于設(shè)備端口數(shù)據(jù)輸出的控制，還應(yīng)充分考慮到WSMP協(xié)議，這一協(xié)議直接影響著對礦山電氣自動化控制數(shù)據(jù)的相關(guān)采集工作，并應(yīng)以該協(xié)議為準繩，作為礦山電氣自動化控制的原始數(shù)據(jù)，來完成對于程序應(yīng)用流程的構(gòu)建，構(gòu)建流程如圖1所示。

圖1 PLC在礦山電氣自動化應(yīng)用中的使用流程

如圖1所示，PLC在開始運行過后，就會自動糾正相關(guān)模塊，并開展自主的矯正工作。此時，就需要對可能出現(xiàn)的設(shè)備運行故障展開分析，監(jiān)督設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，杜絕因故障出現(xiàn)所導(dǎo)致的損失。并在接下來的流程中，通過掃除故障，來進一步跟蹤設(shè)備的控制位置問題。最后就是針對于技術(shù)本身的主要控制方向的研究，技術(shù)的控制方向，本身就具備極佳的自我修正性。在多數(shù)情況下，使用流程都能基于極佳的設(shè)備性能來得到完美的運作，完成對得到控制過后數(shù)據(jù)的輸出工作。

1.2 設(shè)計PLC礦山電氣自動化控制器

依據(jù)前文對于電氣自動化應(yīng)用流程的梳理，應(yīng)在成功采集礦山電氣自動化控制數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進一步設(shè)計相關(guān)控制器。面對這樣的問題，就需要結(jié)合現(xiàn)有的Interbark通訊網(wǎng)絡(luò)，來對相關(guān)協(xié)議的內(nèi)容進行科學(xué)的梳理。通過對協(xié)議內(nèi)容的遵循，利用開展限制循環(huán)次數(shù)的工作，對支持多路同步自動化控制的行為進行控制，控制的具體協(xié)議信息如表1所示。

表1 PPI高級控制協(xié)議具體信息

表1當(dāng)中的高級控制協(xié)議信息，是基于礦山電氣設(shè)備自動化控制的實際情況來被予以使用的。在這樣的選擇當(dāng)中，包含這結(jié)合實際情況來進行協(xié)議選擇的邏輯。眾所周知，在實際的電氣自動化控制任務(wù)當(dāng)中，其設(shè)備自身的流動信息量并不是很大，因此利用PPI高級控制協(xié)議來規(guī)定具體的控制范圍，就已經(jīng)足夠滿足礦山電氣自動化的應(yīng)用需求。在已知了相關(guān)需求框架過后，就可以進一步對控制器展開規(guī)范化設(shè)計。通過按照控制協(xié)議的文本內(nèi)容，選擇能夠被利用起來的編程協(xié)議，完成對礦山電氣的閉路循環(huán)設(shè)計。緊接著就是利用傳輸線纜，連接設(shè)備自身以及處理器，結(jié)合脈沖來切換對設(shè)備的控制模式，將數(shù)據(jù)以“RE”的格式，寫入到緩沖區(qū)當(dāng)中，以便對礦山電氣自動化循環(huán)控制狀態(tài)進行有效判定。在控制器問題上，從存儲自模塊接口著手，與編程器展開合理對接，最終實現(xiàn)礦山電氣自動化控制的作用。

1.3 智能調(diào)頻礦山電氣自動化運輸動作

在設(shè)計了PLC礦山電氣自動化控制器后，應(yīng)為其增加智能化調(diào)頻功能。這是為了避免設(shè)備長時間空轉(zhuǎn)，所產(chǎn)生的能源浪費。面對可能產(chǎn)生的電能浪費情況，就需要通過加強對運維網(wǎng)絡(luò)的控制，利用調(diào)頻通信單元加強對礦山電氣設(shè)備的自動化控制。這樣的做法，除了能夠幫助協(xié)助用戶獲取得到相關(guān)的傳輸數(shù)據(jù)，并將其從最前端區(qū)域傳遞到設(shè)備內(nèi)部,還能夠幫助將設(shè)備內(nèi)部所有電流輸出的直流電和交換器電壓,用來協(xié)助調(diào)整設(shè)備本地的電壓進行傳輸。此外,在所有各種類型的礦山自動化通信管理網(wǎng)絡(luò)中,加入通信管理模塊,就能夠直觀且準確地幫助相關(guān)從業(yè)者,獲得和了解到礦山地質(zhì)、土層等各個方面的資料和信息。同時,還可以將遠程設(shè)備常規(guī)化模塊,引入到對設(shè)備的控制面板當(dāng)中,這樣就能夠協(xié)助操作者更好地完成數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建和標簽信息、編輯接收單元相關(guān)數(shù)據(jù)等工作,幫助大大提升了礦山企業(yè)的自動化數(shù)據(jù)安全性[3]。并通過對動態(tài)調(diào)速、靜態(tài)調(diào)速兩種效率模式的區(qū)分，完成對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的控制任務(wù)。其標準在于，傳輸電流處于控制范圍內(nèi)，則保持當(dāng)下傳遞速率，若傳輸電流超出控制范圍，且時間持續(xù)2min以上，則表示設(shè)備磨損較為嚴重。此時就需要通過加快運輸速度、提升傳遞速率，來確保傳輸工作的正常開展，保證電氣自動化設(shè)備的穩(wěn)定運行。

3 實驗與分析

通過實例分析，指定型號為HZH-052-A255礦山電氣設(shè)備，作為為本次實驗的專用設(shè)備，開展礦山電氣自動化控制實驗。為避免其他變量對實驗結(jié)果產(chǎn)生不必要的影響，應(yīng)在本次實驗過程中，對礦山電氣自動化控制數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)進行規(guī)定。使用本文基于PLC設(shè)計方法自動化控制礦山電氣控制組，通過matlab軟件測得其控制波特率，將其命名為實驗組；再使用傳統(tǒng)方法自動化控制礦山電氣，通過matlab軟件測得其控制波特率，作為對照組，設(shè)置10組實驗展開波特率對比，實驗結(jié)果如表2所示。

表2 控制波特率對比表

通過表2可知，本文基于PLC設(shè)計控制方法，利用軟件開展分析后，所控制的波特率情況，要高于對照組4倍左右，兩組波特率在平均值上相差137.71bps，證明文中方法能夠極大提高對波特率數(shù)值的控制。依照基本概念來分析，能夠得出結(jié)論：對波特率的控制越高，就證明水泵節(jié)能循環(huán)控制效率越高。

4 結(jié)語

本文通過對礦山電氣自動化設(shè)備的研究，以及對于相關(guān)控制器的設(shè)計，證實了相關(guān)思路在實踐當(dāng)中的可行性。再依照這個思路，完成了對于設(shè)備應(yīng)用方面的有效研究。結(jié)合本文設(shè)計步驟，能夠基本解決傳統(tǒng)礦山電氣自動化控制方法當(dāng)中，存在的諸多缺陷。比如智能調(diào)頻礦山電氣的自動化運輸動作，以及對數(shù)據(jù)采集的行為，都存在一些改觀。但文中的設(shè)計仍存在諸多不足，重點在于對波特率控制，以及測定結(jié)果的分析，這就需要通過進一步提升所得結(jié)果的精確度來進行優(yōu)化。

同時，還需要對設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計開展更具深度研究，以此為提高礦山電氣設(shè)備的質(zhì)量提供建議。