浅析矿山电气中PLC控制技术的实际运用

黄俊亮

摘 要：当前，随着采矿现代化设备更新频率的加快，矿山对机电设备的要求越来越高，作为采矿企业生产中最重要的自动化设备，PLC控制技术在整个生产过程中发挥着至关重要的作用。文章对PLC控制技术的组成和工作原理进行了简要分析，着重论述了PLC技术在矿山机电控制中的实际运用。

关键词：矿山电气；PLC控制技术；运用

随着经济社会的快速发展，促使矿山企业在生产规模和生产形式上都进行着重大转变，也对矿上开采设备提出了更高的要求。PLC控制技术在矿山电气中合理运用，不仅能够有效提高矿山的开采效率和安全性，在一定程度上也降低了系统和能源的消耗，节约了劳动力，促使采矿企业的经济效益有所增长，实现我国采矿工业的健康可持续发展。

1 简述PLC控制技术的组成和工作原理

1.1 PLC控制技术的组成

PLC技术作为一项微型计算机的可编程控制技术，被普遍运用在当前现代工业生产中。因其具备的高稳定性和高可靠性的特点，使它能有效地抵住外界对其的不良影响，同时由于PLC控制技术的操作便捷，且具有较大的发展的空间，因而，在现代的工业生产中逐渐代替传统的继电器，完成与之对应的控制[1]。扩展接口、电源模块、输入及输出接口和中央处理器等共同组成了PLC控制系统，但其内部不同部分之间的连接还是主要依靠于数据总线和电源总线来展开，而外部则依据控制对象的不同来选定需要的控制设备。大致来说，PLC系统根据结构的差异性可以分为模块式和固定式两种模式，前者主要由CPU、电源、I/O模块、机架共同组成，而固定式PLC技术则包含了CPU板、显示面板、内存块、I/O板，这些模块都在一定的规划合理配置下形成。

1.2 PLC控制技术的工作原理

PLC控制系统的工作流程大致可以划分为以下几个阶段：（1）输入采样阶段：作为PLC控制中的基础环节，其能够对PLC控制效率的位置造成严重的影响，且PLC控制系统在该阶段通过扫描的方式获得想要的数据，并把数据上传至系统相对应的单元之内。由于系统在做好数据采样工作后，是不会改变下一阶段的数据，也不会对系统内部的相关数据有所影响，因此在做完数据采样工作后要特别注意，不要轻易地进行变更。（2）执行阶段：在对数据进行完采样过后，PLC技术会根据收集到的数据对用户的程序进行扫描处理，从而通过相应的计算程序获取到逻辑结果，并在计算机系统中刷新处理其所呈现出的逻辑结构。在实际操作该环节时，要使采样数据的真实性和完成性得到充分的保证，这样才能杜绝系统控制中不良问题的发生。（3）输出刷新阶段：这个阶段是PLC控制系统中的最后一个环节，在这个阶段中，控制结果的存储和输出是在相关的显影数据下进行的，其对设备的有效控制主要是通过电流的输出实现的。

2 PLC控制技术在矿山机电控制中的实际运用

2.1 PLC控制技术在矿上提升机中的应用

随着计算机的技术的日趋进步和快速发展，促使计算机控制系统被越来越多的运用到社会的诸多领域中，其中也包括了采矿领域。矿山提升系统因其所具有的电力传动特征复杂的这一特点，从而在改造提升机控制系统的时候，大多采用的都是PLC控制器和晶匣管变流器等[2]。提升机中PLC控制技术的应用步骤主要包括：（1）在对提升机控制系统进行改造的时候，为了保障改造期间的提升机系统的运作不出现故障，可以对旧系统中的直流主电机以及部分机械有所保留。其次将全新的操作台放置到和以前提升机操作台同样的位置上，同时有效地调整电枢回路。在切换新系统和旧系统的过程中，可以通过对多路插头的掌控，从而使得提升机中的制动润滑油泵能够得到有效的控制。调试工作是新系统在完成改造过后必须要进行的步骤，在调试新系统的时候，可以通过老系统来确保新系统的正常运行，从而使工作中的实际需要不受到制约，得以满足。（2）在通过PLC技术对提升机进行改造的时候，最重要的一步就是安装调试工作，这就需要选取优秀的维护技术人员来进行操作，以此来达到整个安装质量能够得到充分保证的目的，且提升机改造的安装和调试工作能够顺利完成。在安装的过程中，首先要认真检测各个系统，以降低新系统的调试时间，其次在对新系统的在线送点进行测试的时候，要尤为注意传感器的校对和检测工作，使得测量参数和提升系统之间呈现出相互依存的状态。

2.2 PLC技术在矿山井下风门中的应用

通常来说，由于风门两侧的空气压力值存在一定的差异性，因此要想顺利开启风门需要来自外界40kg的压力，而一旦开启风门时，压力降低到5kg或以下，则无法正常开启风门。为了杜绝此类现象的发生，研究人员一般都会利用气缸转动所产生的带动作用对风门进行开启，同时通过小风窗来有效解决风门两侧的气压差问题，以此来起到辅助风门开启的作用。风门的开启和关闭，都是通过系统向风门发出控制信号，并依靠于电磁阀的带动，通过带动油缸活塞和改变电磁阀的方向，使风门得以顺利开启或关闭。一旦在开启过程中，风门呈现出直角角度，风门则会停止开启，优先满足车辆和行人的通过。

2.3 PLC技术在选矿工艺中的应用

作为矿山选矿中不可或缺的一个环节，磨矿分级作业的好坏直接影响着选矿工艺的指标、能耗和生产，而实现磨矿分级作业的重要意义则在于对其潜力的合理挖掘，以及探寻出多条适用的路径 [3]。磨矿分级的自动控制主要是以功率变送器为载体，并通过检测磨机填充率中所获取的电流分级反砂来及时调整磨机工作状态，这样既保证了系统自动诊断和校正的顺利进行，又提供出合理的数据在磨砂效率的检测过程中。

2.4 PLC技术在矿山运胶带中的应用

由于不断发展和完善的机电液一体化，使得KZP系统盘式可控制装置被大量运用到矿山机电控制中，其主要由液压站、制动装置、电控系统三部分构成。制动装置中的闸瓦在与制动盘相互摩擦的过程中所产生出的制动力矩是制动装置的主要作用，而液压站的主要功能则是通过自身的调节作用把制動装置所产生出来的制动力矩转化为制动力。矿山的运胶带机处于正常运行状态时，其压力通常都呈0，制动闸也处于松闸状态，闸瓦和制动盘之间存在着130mm的间隔。矿山运胶带机的制动，首先是建立在初步了解和分析设备运行工况的基础上的，在做到这些之后，再由控制系统对调节设备发出指令，从而完成制动控制。从理论上来说，矿山运胶带机具有很强的制动性，即使在处于高温情况下也能实现每小时10次左右的制动功率。

3 结束语

随着矿产资源的逐渐稀缺和日趋激烈的市场竞争，怎样使有限的资源得到最合理的开发利用，让企业市场竞争力在得到不断增强的基础上，又能实现自动化的生产目标是当前我国矿产企业改革的重点内容。PLC控制技术在矿山电气控制系统的应用，不仅在一定程度上提升了采矿设备的全载全自动化生产方式，保障了系统电压的安全性和稳定性，同时也能够使机电控制系统在运行质量和运行效率上得到充分的保证，让系统的耗损率降到最低程度，有效地节约了劳动力和能源，促使企业的经济效益稳步提高。

参考文献

[1]梁伟.简述PLC控制技术在煤矿电气控制中的应用[J].电子技术与软件工程，2014（74）：255.

[2]张娜.电气设备自动控制系统中PLC的设计与运用分析[J].电子技术与软件工程，2015（43）：180.

[3]杨海龙.基于PLC的矿山电气控制技术研究[J].赤子，2013（10）：215.