PLC在煤矿电气自动化过程中的应用

王衡 魏金玉

摘 要：随着科技的发展，PLC技术在煤矿电气自动化中的应用越来越广泛。根据实际应用情况，PLC技术的应用有效提升了煤矿的生产效率。因此，研究PLC技术在煤矿电气自动化中的应用意义重大。

关键词：PLC技术;煤矿电气自动化;生产效率

中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）07-0066-02

Abstract： With the development of science and technology， PLC technology is widely used in coal mine electrical automation. According to the actual application situation， the application of PLC technology has effectively improved the production efficiency of coal mines. Therefore， it is of great significance to study the application of PLC technology in coal mine electrical automation.

Keywords： PLC technology;coal mine electrical automation;production efficiency

隨着我国经济的持续增长，煤炭资源数量和质量的需求与日俱增。为满足新形势下对煤炭资源的需求，需不断完善生产设备和生产技术。PLC技术的应用，提升了煤矿电气自动化的生产水平，解决了传统电气生产中能耗高、可靠性低等问题，促进了煤矿行业的协调发展。

1 PLC概述

PLC即可编程控制器，是计算机技术的分支，专门用于工业生产。PLC的结构包括电源、系统程序储存器、接口电路、CPU、通信模块及功能模块。

具体工作原理如下。

①输入采样。PLC通过扫描收集需读入的数据和状态，然后储存到相应的映象区单元。采样结束后，PLC可执行用户程序并进行刷新。此阶段可任意输入数据。

②程序执行。PLC按照梯形图程序的顺序，自上而下、从左到右执行用户程序。程序执行中，根据程序运算指令，通过逻辑运算或其他运算计算结果，存入相应内部继电器，然后刷新对应状态，确定是否需要执行相关指令。

③输出刷新。扫描结束后，PLC开始输出刷新。CPU根据映象区的状态和具体数据，锁存所有输出电路，然后输出驱动外部程序。

以上步骤是PLC工作的一个周期。PLC运行中，将重复执行上述步骤[1]。

2 PLC技术的优点

PLC技术的优点表现在以下3个方面。

①稳定性强，抗干扰能力好。电气自动化中，PLC技术通过大规模使用集成电路技术，提高了系统的整体可靠性。同时，PLC的硬件具备自我检测功能，可及时发现运行故障，并进行报警。大型企业在生产中引入PLC技术，有效降低了生产故障率，提升了生产效率。

②功能强大，维护简单，且能耗小。PLC技术在理论和实践方面均已较为成熟，可满足煤矿自动化生产需要;在数据运算和逻辑处理方面，应用便捷，可适应当前煤矿自动化生产。实际应用中，PLC控制器以存储逻辑为主，装置外部接线数量较少，接口简单。此外，PLC技术可实现在线编程，广泛应用于小批量生产。与传统自动化系统相比，PLC系统能耗较低，降低了能源生产成本。

③语言编程简单。作为工业控制计算机，PLC语言编程相对简单，主要采用梯形图语言，有利于PLC技术的普及[2]。

3 PLC技术在煤矿电气自动化控制中的应用

3.1 PLC技术在提升机系统改造中的应用

实际应用中，传统提升机已无法满足当前煤矿发展需要，而PLC技术的发展为提升机的改进创造了技术条件。PLC以改造继电器为主，通过可编程控制器和大功率晶闸管变流器改造提升机，具体包括两个方面。一方面，确定传统提升机需要保留的部件，如直流电机。改造时，继续使用的部件无需更换，以减少改造流程，节约成本。另一方面，提升机操作台的改造。改造操作平台时，需调整控制回路，转换刀闸，并根据实际需要添加刀闸。新系统安装完成后，需进行调试，旧系统可继续工作。当改造后的系统出现故障时，可使用旧系统临时替代。调试时，传感器的校验和检测需要带电测试，以达到实时控制参数的目的。

3.2 PLC在带式传输机上的应用

PLC技术在带式传输机中应用效果明显，提升了皮带机输煤系统的效率，减少了传输电能的浪费。带式传输机中，信号采集系统和信号处理系统是重要的组成内容。信号处理系统主要由人机界面、工控机及PLC等构成。在煤矿井下使用时，PLC系统优势明显。究其原因，在于煤矿井下的环境相对复杂，易受电磁干扰，而PLC系统的抗干扰性和稳定性较强，适用于此工作环境。

3.3 PLC技术在排水泵中的应用

排水泵系统中，PLC技术可实现控制、保护、远程通信及监控等功能，还可以优化调度效果。主排水泵中，PLC自动控制系统的设备组成包括通信接口、数据处理中心、网络传输、信号采集系统、电控装置及机房部件等。PLC系统包含地面监控主站、PLC控制及机械设备三个层次。PLC系统运行相对稳定，不会出现较大故障，具有良好的故障诊断能力和设备保护作用。PLC系统出现故障时，人工控制系统可发挥作用，以确保水泵正常工作，实现正常的排水功能[3]。

3.4 PLC技术在设备集中控制中的应用

煤矿企业的设备集中控制系统中，PLC技术主要应用于综采工作面设备、集中控制系统及煤炭地面筛分系统。煤矿综采工作面的设备类型有转载机、输送机及采煤机。PLC系统的应用强化了综采过程的安全性能，提升了生产效率，节约了生产成本。PLC集中控制系统的应用实现了设备的集中监控。此外，集中控制系统还具备监控运行状态的功能。当系统运行故障时，PLC系统会自动报警，便于工作人员及时处理，确保了系统的正常运行。煤炭筛分系统中，由于相应设备较大，应用PLC技术可划分筛分系统，控制系统主站和分站通信，从而实现对煤炭地面筛分系统的总体控制

4 PLC技术在电气自动化控制应用的发展趋势

在工作环境相对复杂的区域，传统人工控制方法不仅危险系数大、成本高，而且工作效率无法满足现代化生产的要求。近年来，PLC技术广泛应用于电气自动化控制领域，很好地解决了该问题，为企业创造了效益。

5 结语

煤矿自动化生产中，PLC技术不仅表现出良好的经济性能，而且具备较高的可靠度。PLC技术在煤炭提升机、运输机、排水泵及设备集中控制等方面应用效果良好，提升了安全生产效率，降低了设备维护费用，提高了经济效益。随着科技的不断发展，PLC技术将广泛应用于煤矿自动化生产。

参考文献：

[1]齐海英.PLC技术在煤炭工程电气自动化中的应用[J].煤炭技术，2013（11）：85-86.

[2]贺静.PLC在煤炭行业电气自动化过程中的应用探讨[J].中国科技博览，2015（34）：159.

[3]索楠，马春燕，李永刚.基于PLC的矿井提升机控制系统的设计[J].机械工程与自动化，2012（2）：139-140.