PLC技术在矿山机电控制中的应用探究

梁亚楠

摘要：改革开放以来，我国的科学技术不断进步，各种自动化技术得到了广泛的运用。近年来，在现代自动化控制领域中，涌现了大量的先进自动化控制技术，使我国自动化控制水平得到了大幅度的提升，对我国国民经济的发展和综合国力的提高起到了不可估量的作用。PLC（可编程序控制器）就是其中一种自动化控制设备，其抗干扰能力强、可靠性高、方便简易，广泛的应用于各个领域。尤其是在矿山机电控制工作中，PLC技术为其创造了有利的条件，提高了采矿工作的效率，实现了企业利润最大化，促进了我国经济的快速发展。

关键词：PLC技术 矿山机电控制 应用

0 引言

随着国民经济的不断发展，人们的生活生产水平逐渐提高，人们对矿产资源的依赖程度日益严重，对矿资源的开采力度越来越大，同时对矿山机电设备也提出了更高的要求。随着科学技术的不断进步，各种先进的技术和设备层出不穷，使社会生产力得到了大幅度的提高，为矿产资源开采提供了有利的条件。近年来，矿山机电自动化控制水平要求越来越高，原有的继电器控制水平被其他优秀的技术所代替。目前，我国在矿山开采中，通常会用到PLC技术对矿山机电进行控制，由于其抗干扰能力强、编程语言简易等优势，被广泛应用于各个行业。笔者在煤矿机电控制工作上担任技术人员，对PLC集中控制系统有较多的研究，本文就PLC技术在矿山机电控制应用方面进行探究分析。

1 PLC技术的概述

PLC（Programmable Logic Controller）可编程逻辑控制器，一种具有微处理器的数字电子设备，用于自动化控制数字逻辑控制器，采用模块化组合结构，随时加载内存内储存和执行，使系统组合十分灵便，被广泛应用于各个行业。

1.1 PLC的组成及其作用

PLC由电源、CPU、存储器、输入输出接口电路、功能模块和通信功能组成。PLC内部各部分主要借助数据、地址以及电源等总线进行有效的连接，外部主要是根据其控制对象的具体需求确定控制的设备和装置。PLC的电池在整个系统的正常工作起着决定性的作用；CPU是可编程逻辑控制器的控制中枢，可以检测各部分机器的运行状态，并诊断用户程序中的语法错误，近年来，我国对大型的可编程逻辑控制器还采用了双CPU的冗余系统以及三CPU的表决式系统；存储器用于存在系统软件和应用软件；输入输出接口电路是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道，输入相应的控制信号；最后模块主要是用于计数、定位、通信的功能。

1.2 PLC技术的优点

PLC是为工业环境下应用设计的一种运算操作的电子系统，用于内部执行逻辑运算、顺序控制、计数运算和定时通信等指令的操作，并通过I/O接口输入和输出，从而对工业设备进行有效的控制。PLC采用模块化结构，具有可靠性高、抗干扰性强、使用方便等优点，使得编程语言简单，容易理解，并随时都可以对其进行在线修改。因此在工业生产过程中，已经被广泛用于自动设备控制、多级自动控制、机器人和自动装置的控制等系统。近年来，我国的科学技术不断进步，人们的生产生活水平不断提高，使得机电自动化控制的要求越来越高，PLC为矿山机电控制提供了有利的条件，并为煤矿企业带来了巨大的经济利益。

2 PLC技术在矿山机电控制中的应用

2.1 矿井风门改造系统的应用

我国大多数的矿资源开采都是在井下进行，现在井下使用的风门大多数都是人工操作的。由于压力过大，使得风门开启和关闭都非常不方面，主扇通风机房检修风门，由于风压大，人员进入非常困难，一个人很难将风门拉开。增加了人力物力，有可能还会破坏风门。主扇通风防爆风门，需要在停电时安装自动感应系统，在停电时可以自动打开，保证矿井自然通风。在恢复正常供电后可以自动关闭。可以在很快的时间内完成对大面积风道的关断，方便检修，并降低了损耗。同时采用红外传感器对来往的车辆进行动态监测，在全自动控制状态下，车辆和人员经过时，风门可以自动打开，经过后再自动关闭，不需要人员操作，保证了人员的安全，减少了一定的成本投入。为了减少风门开启时候的压力，可以在风门上设置一个窗口，窗口打开后，风门两侧的压强会减小，减弱了开启组织的强度，进一步保证了风门的质量。另外还可以设置LED屏幕报警和语言报警的范式，当车辆通过时，利用语音提示的信号和声光报警信号，判断风门是否存在故障。PLC技术为矿井下风门自动启闭的实现具有重要的意义，有利于矿井通风，进一步稀释瓦斯的浓度，提高了矿井下人员和矿山的安全性。

2.2 空气压缩机群组的微机监控系统

空气压缩机（air compressor）是气源装置中的主体，能将机械能转化为气体压强，是压缩空气的气压发生装置。空气压缩机是矿产开发中重要的动力设备之一，以PLC为核心的空气压缩机群组微机监控系统，有效的解决了工业控制机微机监控系统数据不准确和抗干扰性差的问题，使空气压缩机始终保持在最佳的运行状态。我国大多数的矿产企业都是采用一般的继电器对空气压缩机进行控制，其故障发生率高，维护量较大，已经不能满足矿产资源开采现状。新研制的空气压缩机群组微机监控系统，由温度、压力变送器现场采集资料，输入到PLC的模板中，经过CPU处理，传感器检测，显示设备的工作状态，组成集温度检测保护、压力检测保护、断水指示保护、电参数检测保护于一体的空气压缩机群组控制系统。

2.3 采用PLC改造矿山老旧提升机

矿山机械改造可以保留提升机机械部分和直流主电机的前提下，采用大功率交流器和PLC自动控制系统来改造原有的继电器控制，是矿产企业进行矿山改造的必经之路。其主要实施方法如下：

①为了给操作台创造一个比较有利的环境，可以把原来的操作员位置进行搬移，在老系统下，对提升机进行改造试验。

②为了使新老系统交替方便，可以把新旧系统转换刀闸安装在电枢回路上，用多路航空插头对提升机制动系统润滑油泵进行有效的切换新老系统，使两者并存，互为备用。

③为了严格控制质量，必须对参与维护的技术人员进行安装培训，便于及其后期的维护和运转。

④为了缩短新系统的调试时间，可以利用电控来监控井筒位置的开关和各系统部分的运行状态。在测试中，应该对每个测量值做到准确可靠，以便提升系统的标准。目前，该矿使用的PLC语音自动控制柜信号提升装置，打点开车信号、停车信号由数码管显示，停车显示“1”、快上显示“2”、慢上显示“4”、快下显示“3”、慢下显示“5”，显示在黑暗中大概有20米可见。

⑤为了使装卸载和提升信号系统控制能够一次性成功，可以采用新老系统混合控制模式，有新系统中的PLC系统控制，减少了新系统调试的工作量。

⑥为了使全系统空载和重载测试有序运行，可以在运转速度、位置和电流闭环形成的回路系统中，每天定时对其进行日检修，确定系统动态响应的各个参数。

⑦让矿井机电设备停运并对其进行检测，让系统空载进行一次性的试运，全面提升整个系统的全载全自动模式。

3 结束语

随着社会的进步，现代化矿山发展速度不断加快，人们对矿山设备提出了更为严格的要求，各种先进设备和技术层出不穷，使矿山设备水平进一步提高，为我国矿山资源的开采提供了非常有利的条件。PLC技术已经在矿山机电设备控制系统中广泛运用，应该加大对PLC技术的研究，不断完善其技术，使我国的社会经济飞速发展、综合国力不断提高。

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