基于PLC技术在矿山机电控制中的应用

基于PLC技术在矿山机电控制中的应用黄志平河源技师学院517000摘要：随着我国科学技术的快速发展，各种自动化技术在应用上得到进一步发展，PLC技术（可编程序控制器）便是其中一项自动化控制技术，当前已被广泛应用到矿山机电控制中，以满足煤矿业的发展要求。研究表明，PLC技术的应用对改善矿山机电自动化控制水平及促进煤矿事业的发展具有重要作用。为此，本文就PLC技术在矿山机电控制中的应用进行探讨。关键字：矿山机电控制；PLC技术；应用近些年来，随着我国国民经济的快速发展，人们对各种矿产资源的依赖程度日益严重，与之相关的矿资源开采力度也在逐步提升，这就对矿山机电设备提出了更高的要求。当前我国煤矿业发展不断深入，在生产建设过程中如何创建安全性煤矿已经成为重中之重，同时提高矿山机电自动化控制水平势在必行。而现阶段，随着现代化科学技术的日益更新，可编程控制器逐渐成熟，这就使得PLC技术被广泛应用于更多的矿山设备控制中，基本取代了传统继电器，并且在很大程度上提高了矿山开采的效率，因此，加强对PLC技术的应用研究具有一定的现实意义。一、PLC技术的简述PLC是由电源模块、外部设备编程器、存储器、中央处理器（CPU）及输入/出接口（I/O）组成。在PLC内部，数据总线、地址总线、控制总线、电源总线将各个单元连接起来；在PLC外部，按控制对象的实际要求配置相应的控制装置及设备，从而形成PLC控制系统。表1为PLC技术的分类一览表。表1PLC技术的分类一览表由表1可知，从结构上可将PLC划分为模块式及固体式两种。固定式PLC是由电源、内存块、显示面板、I/O板及CPU板组成的不可拆卸的整体；模块式PLC是电源模块、I/O模块、CPU模块、内存、机架或底板按特定的规则组合配制而成。据此可知，PLC采用的是模块化组合结构，因此PLC系统具有组合灵便、编程语言简易、编程方便、可靠性高、抗干扰能力强、柔性好及支持在线修改等优点。当前，PLC技术已被广泛应用于工业现场的多级自动控制、闭环过程控制、开关逻辑控制、机器人与自动装置控制、机械设备的数字控制系统中。二、PLC技术在煤矿机电控制中的应用PLC技术是在工业环境下被广泛应用的一种运算操作电子系统，在逻辑运算、顺序控制以及计数运算和定时通信等操作上运用较多，为工业设备的有效控制奠定基础。PLC技术主要采用的是模块化的结构形式，其可靠性高、操作方便，同时还具有良好的抗干扰性能，从而使编程语言通俗易懂，随时可进行在线调整。PLC技术的诸多优点使其在煤矿机电控制中被广泛应用，随着我国科技技术的迅猛发展，对机电自动化控制的要求也越来越高，PLC技术为矿山机电控制创造了极为有利的现实条件，在一定程度上促进了煤矿企业的经济发展，实现经济效益稳步提升。本章节侧重从三方面来讨论PLC技术在煤矿机电控制中的应用，即对老式提升机的改造、对下运胶带机的改造及自动启闭井下风门。⑴PLC技术对老式提升机的改造PLC技术在矿山老式提升机改造中的应用表现为利用一个功率较大的控制器及晶闸管来对提升机的电流进行改造，是矿山机械改造的重要手段。此改造行为的实现步骤为：1.转变操作台，即将旧操作台移至一旁后，再整体搬移操作台，以方便安装新的操作台。在提升机的改造中，继续使用旧的系统，同时在旧操作台上调试系统。2．将转换器安装在回路上，以实现新旧系统之间的相互转换。在新系统的安装中，保留旧系统。若空间条件宽裕，则将新旧系统全部保留下来，以旧系统为备用系统。3.控制好安装质量，即参与新系统安装的工作人员应参加过严格的专业技能培训，且具备扎实的专业知识、熟练的操作技术及丰富的实践经验，同时也愿意参与设备的后期维护。4.缩短系统的调试时间，即系统安装之前，工作人员应充分掌握安装的具体位置及先后顺序，然后再按要求进行安装作业，最后再进行给电测试，以校对预设的参数，从而确保系统的安装质量符合实际要求。需要强调的是，提升系统时，切记用计算机逐步检验每一部分的实际运行状况，以确保系统一次性提升成功。⑵PLC技术对下运胶带机的改造KZP系列盘式可控制动装置由电控系统、制动装置及液压站组成，其中制动装置的作用原理为：与制动盘相互摩擦并产生制动阻力后，再利用外界力量来使制动力发生改变。根据制动装置的作用原理可推断出，KZP系列盘式可控制动装置的作用原理为：将速度传感器安装在电动机的输送带及输出轴上，并由速度传感器来完成胶带工作数据的收集，最后再利用显示器将最终的数据显示出来。若监测所得数据比设定数值大，则可利用可编程控制器来减小数据，从而稳定系统及控制控制系统，此时可最终减缓胶带的运行速度；若监测所得数据比设定数值小，则调节方法与上述方法相反。⑶自动启闭井下风门在矿山开采中，井下风门的传统启闭方式为手动控制，即由人工操作来完成，但井下风门实际承受着相当大的压力，因此风门操作人员要克服很大的困难。可见，井下风门所采取的人工启闭方式具有控制不便、风门易受损的缺陷。PLC技术是一种基于数字运算的电子操作系统，因此PLC技术的应用可切实解决人工启闭井下风门的问题。PLC技术在井下风门启闭中的应用原理为：利用红外感应装置来自动检测进出车辆，此时可利用可编程控制器来启闭风门开关，从而实现风门控制的自动化。详见图1、表2。表2矿用电气全自动无压平衡风门的技术参数图1煤矿井下全自动风门示意图实践证实，自动化控制装备在井下风门中的应用具有非常重要的作用，即确保车辆的有序进出；提高进出车辆的安全性、可靠性。此外，在车辆经过风门时，风门可实现自动启闭，从而对降低矿山的运营成本及减少资金的投入具有重要作用。需要强调的是，务必要按规定的先后顺序开启风门，即先开窗、后开门，理由是风门的面积及风门两侧的压强均较大，因此会将面积较小的窗户安装在风门上，以使风门两侧的压强差保持平衡状态，从而确保风门的可靠性及安全性或减少风门两侧的压强差在开启风门时所产生的不安全性及不稳定性。研究表明，任意增加一个面积较小的窗户，便能较小风门开启时所承受的压力，从而实现风门开启难度的降低及风门使用寿命的延长。风门与窗户之间主要利用PLC技术来实现正确启闭，即利用红外线及基于红外线技术的传感设备来检测车辆（进）→检测结束后，设备会直接将开启信号传送给风门→风门利用电磁阀将开启的信号传送给窗户→开启信号发送到电磁阀后，电磁阀会向系统供气→活塞在气体的推动作用下移动→窗户在活塞的挤压作用下开启→窗户与风门相继被开启，注意当风门开启至预定位置后，将停止移动。与风门的开启相比，风门的闭合顺序则完全相反，即窗户在活塞的反向作用力下关闭，然后再关闭风门。三、应用PLC技术应注意的问题在矿山机电中应用PLC技术需要注意系统运行的温度，必须对其严格控制，一般情况下在系统运行时应将温度控制在0～55℃，这是因为温度过高会影响系统运行的稳定性，并且也会使系统本身发生故障的几率升高，进而缩短了系统自身的使用寿命，造成严重的不良影响；而系统在运行过程中温度过低，则会大幅降低模拟电路的运行速度，还会影响到系统运行的安全性和有效性，一旦室内温度低于0℃，系统将无法正常工作，甚至完全崩溃。因此，在采用PLC技术进行矿山机电设备控制时，要将温度控制在适当范围内，超过50℃或者是低于0℃时要采取必要的降温或者升温措施，以确保系统充分发挥作用，提升工作效率。四、结束语目前，PLC技术已经发展成为自动化控制领域中的重要控制设备，并且渗透到我国煤矿机电设备的控制系统当中，应用较为普遍。PLC技术在矿山机电控制中不可或缺，主要是因为PLC的应用不仅使矿山机电的自动化控制水平进一步提升，同时还在一定程度上促进了矿山经济的发展，使我国矿山机电的现代化管理水平得到更大的提高。本文对PLC技术的组成及原理进行分析，并对其实际应用进行探讨，以加强对PLC技术在矿山机电控制中的研究，其现实意义不言而喻，值得更多的矿山机电工作者进行深入的交流和探讨。参考文献：[1]吴姚山.矿山机电设备远程控制技术的应用研究[J].煤炭与化工,2013,12:84-85.[2]张振国.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2015,09:163.[3]王禹杰.电气与PLC控制技术在煤矿安装的应用[J].价值工程,2014,28:61-62.[4]仇金刚.故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用探讨[J].机电信息,2015,06:97-98.