PLC技术在矿山机电节能控制中的应用

赵凯亮

摘要：随着现代化机械水平的提高，采矿领域中机械设备的占比越来越大，如何有效提高机电设备的运行效率，节约能耗成为目前众多矿产企业主要考虑的问题。PLC技术具有集成程度高，能够实现机电设备的自动控制而被广泛应用于矿山机电节能领域，本文在分析研究PLC基本技术特征的基础上论述了矿山机电节能控制中PLC技术的具体应用，从而提高矿山机电节能水平。

关键词：PLC技术;矿山机电;节能控制;应用分析

随着现代社会对煤炭资源需求量的增大以及矿山机械化程度的提高，对矿山机电节能控制的要求也相应增加。PLC技术的应用不仅进一步提高了矿山机电设备的自动化水平，而且提高了矿山机电设备的运行效率，很大程度上降低来了矿山机电的能耗比，从而增加了矿产开采企业的经济效益。

1PLC技术概述

1.1PLC技术基本特征

PLC技术利用微型计算机技术对相应的机电设备进行过程控制，具有抗干扰能力强，智能化水平高且可靠性高的特点。而且和传统的继电器控制相比，采用PLC逻辑控制有利于用户对机电设备的自动化控制，而且控制系统便于操作和更改，稳定性和安全性高。目前，PLC控制逻辑编辑过程中主要采用梯形图进行编辑，与常用的计算机编程语言相比便于用户学习和掌握，并且具有良好的适应能力。PLC控制系统中，以微型计算机为核心，利用编程语言实现对继电器、计时器、计数器等元器件的逻辑控制，从而达到系统开关量控制的目的。这就使的PLC控制系统在实现机电设备复杂控制的同时能够有效简化控制系统结构，减少自控系统的设备数量。

1.2PLC技术基本原理

PLC工作过程可以分为三个阶段，首先是输入信息的采集，系统通过扫描和采集输入量并将其存储到I/O单元。在系统设置过程中，一旦确定好输入信息，系统便会根据具体的输入量来进行运算，并且输入数据不会随着系统运行状态的改变而改变。在具体的操作过程中，应该根据实际需求确定输入信号的脉冲宽度，以确保输入信息的有效性。其次，控制系统程序的编写和运行。PLC控制系统运行程序以梯形图为主，扫描过程自左而右进行，根据逻辑运算控制从上而下进行循环扫描运算，实现PLC控制单元的逻辑控制。在具体运行过程中，設定好的输入信息和采样状态无法进行更改，所以需要对I/O指令立即执行以达到存储I/O控制点的目的。最后是控制信号的输出，PLC控制回路中输出信号会随着控制系统逻辑运算状态的变化而变化，然后更新输出信号，以输出电流为基础对外接电路开关进行控制。

2PLC技术在矿山机电节能中的应用特征

传统的机电设备控制过程中以继电器为基本控制单元，根据具体的控制目标，采用人工布线、焊接的方式构成基本的控制回路，并通过固定的操作流程对相关开关量进行控制，不仅需要大量的基础设备，而且操作流程复杂，无法满足复杂逻辑控制的同时也导致耗能的增加。在矿山机电设备中应用PLC技术进行控制，可以利用计算机逻辑编程的方法代替人工的操作流程，而且利用逻辑编程对开关量进行控制在完成对复杂目标控制的同时节约大量的机械控制单元。针对矿山机电设备控制而言，PLC技术能够使逻辑控制代替机械控制，有利于用户实时的对控制结构的更改和调整，适应性更强，而且模块化的结构有利于工作人员对相关功能的开发和利用，更加具有灵活性，能够较好的满足矿山机电的自动化控制。并且有利于提高矿山机电控制效率，简化控制结构，有效降低控制成本。

3PLC技术在矿山机电节能中的应用措施

3.1空气压缩机设备中PLC控制技术

空气压缩机主要作用是为矿山机械设备中以气压为动力的设备提供压缩空气作为动力源，其工作稳定性和效率直接影响到相关压力设备的正常运行。其基本工作原理是利用单片机或者工业控制机为控制核心，通过控制电机将机械能转化为空气的动能，从而为相关气动设备提供动力。传统的利用继电器为基本控制单元的空气压缩机存在故障率高、系统结构复杂、维修难度大的缺点，因此采用PLC技术对空气压缩机进行控制能够有效避免这些问题。具体过程为，利用传感器将空气压缩机的相应温度、压力作为输入量传入PLC控制单元中，然后根据设定好的控制逻辑运行、计算，然后输出控制量对外接控制电路进行控制。具体的控制逻辑可根据空气压缩机的实际运行需求进行设定，保障空气压缩机工作在最优控制状态，提高压缩机的运行效率，有效降低设备的能力损耗。

3.2老式提升机设备中PLC控制技术

PLC控制技术可以利用晶闸管和大功率控制器对老式提升机进行优化和改进，提高其运行效率。具体改进主要是通过对其操作控制台进行简化，首先是将旧的操作台整体移动到预定位置，然后设置新的控制台，并在二者之间安装转换器实现老旧系统的平滑切换。这就要求相关的操作人员必须具备一定的操作技能，保障控制台安装的质量，保障控制系统正确安装。在系统调试过程中，为了提高效率可以在传感器给电测试过程中将测量参数和实际参数进行对比分析，然后适当的调整系统直到参数复合设备运行要求。而且，在系统升级和优化过程中，需要对微机控制过程中的逻辑单元环节进行逐步检查，确保逻辑运行正确。另外，通过加强新旧系统联合控制的方式检验PLC控制系统的控制效果，在保障系统正常运行的同时有效提高控制效率，从而提高机电设备的运行效率。

3.3井下风门设备中PLC控制技术

传统的井下风门通常需要人工手动操作，不仅工作环境差、安全系数低，而且也增加了人工成本，在具体操作过程中也容易出现失误，无法实现风门的高效控制。利用PLC控制技术对传统的井下风门进行改造，利用逻辑编程控制风门的开关量，从而实现对风门的远程操控。这样不仅可以提高井下设备操作的安全性，而且也进一步提高了风门工作的稳定性。在具体改进过程中，需要根据实际风门面积来确定两侧压差，从而降低因负压太高而导致的风门损耗，同时也降低了风门的生产成本。另外，为了进一步保障井下作业环境的压力平衡，必须保证风门的正常稳定运转，利用PLC技术实现对风门的精确控制和远程操作，使井下作业环境得到优化，提高了工作的安全可靠性。

4总结

随着PLC技术在矿山机电控制中的开发和应用，使矿山各机电设备的运行效率和安全系数得到提高，不仅降低了机电设备的运行维护成本，而且也进一步降低了人工成本。所以，利用PLC技术对矿山机电设备进行节能控制，能够有效提高矿产开采企业的经济效益，节约大量的人力物力的同时也保证了各系统的安全、高效运行。

参考文献：

[1] 闫志敏.PLC技术在矿山机电控制中的应用研究[J].机械管理开发，2017，32（12）：127-128，138.

[2] 彭广宇.浅谈矿山机电控制中的PLC技术[J].消费导刊，2017，（26）：89.

（作者单位：山西华晋吉宁煤业有限责任公司）