PLC控制技术在煤矿电气控制中的应用研究

摘 要： 在近年来的发展过程中，我国城市化建设发展速度不断加快，现代科学技术快速发展，将自动化技术应用于煤炭开采过程中，可以有效保障煤炭开采的安全性，提高生产效率。

关键词： PLC控制技术;煤矿电气控制;应用

【中图分类号】TD63     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）17-0168-01

引言：随着我国经济的发展与进步，我国煤矿行业的发展也迎来前所未有的机遇，在生产过程中使用PLC（即可编程序控制器），可提升生产效率及稳定性。此外，PLC使用方便、兼容性好且功能全面，所以备受业界青睐。

1 PLC技术

如今PLC技术具备了更为简便的应用方式，在PLC技术应用过程当中，能够通过将提升机电控系统的操作流程做好编程工作，就能够应用该系统进行较为复杂的工序，更进一步的精简工作流程以及工作量，也因此，其中比较简单的编程语言也是对于PLC技术进行维修以及养护的一个简化，而应用该种简化过程，能够更进一步的推动我国现代工业平稳快速发展，因此在工业生产当中应用PLC技术，能够更进一步的提高工业生产的效率，也能够精简组装流程。通过在实际生产过程中应用PLC技术，能够快速的实现机械设备的组装工作，从而提高运输速度，也因此，将PLC技术应用于煤矿提升机电控控制系统当中，能够同步实现生产过程，提高工作效率。

2 PLC控制技术在煤矿电气控制中的应用研究

2.1 智能电源模块选择和设计

智能电源管理模块主要实现了电源智能切换、电压转换和电池充放电等功能的控制。智能终端电路板需要DC3.3 V左右的电源，煤矿井下DC12 V的电压等级应用比较普遍，设计了DC12 V到DC3.3 V的降压电路。多功能智能终端在设计时考虑井下特定场所可能要求终端设备不间断运行的特殊需求，在终端内配置了可充电、免维护的锂电池，在终端外部供电异常情况下自动切换到内部锂电池供电，同时根据系统配置需求启动相应的低功耗供电模式，例如可降低液晶显示屏亮度或关闭液晶显示屏，将没有工作的功能模块进入休眠模式等。智能电源管理模块可以智能判断电池电量，在电池电量较低时进行自动充电。

2.2 系统无线通信距离测试结果

无线通信技术必须在一定的距离范围内才能正常稳定工作，无线通讯距离越长，其在通讯过程中越容易出现误码情况。为测试本文设计系统的无线通信距离，将读卡器和数据集中器的初始距离设置为600m，测试数据传输过程中的信号强度和通信误码率，然后不断扩大两个设备之间的距离，再次测试信号强度和通信误码率。测试结果发现，当两个设备之间的距离不超过1500m时，通信误码率为0，可见当通信距离不超过1.5km时本系统具有非常高的可靠性。当两者之间的距离不超过2km时，通信误码率未超过3%。主要是因为本系统采用SX1278芯片，使得在进行长距离无线数据传输时仍然具有很高的接受灵敏度。基于测试结果可以发现，本系统即便是远距离传输也能保证数据传输的可靠性和安全性。

2.3 PLC控制技术在井下风门中的具体应用

在带动风门的过程中，运用气缸传动进行带动的情况下，这样就能够防止出现上述的现象。在运用气缸传动的过程中，可以保证带动风门的有效性，其重点需要运用小风窗来对风门进行带动，保证打开风门的顺利。但是在打开矿井风门的过程中，在打开条件不一样的情况下，就会出现比较大的差距，例如，在矿井运用电动风门的情况下，能够保证开启矿井风门的顺利。在矿井风门运用PLC技术的过程中，可以促进形成良好的电动风门，这样就能够保证降低矿井风门开启的难度。在电动风门进行运行的过程中，其中运行的原理为：在电力控制系统发出相对应控制信号的时候，电磁阀就会对发出的控制信号进行接收，在接收控制信号之后，这就能够带动油缸进行活塞运动的行为，保证开启矿井下风门的有效性。在开启风门角度达到90°的时候，电磁阀的工作会立即停止，这样矿井下风门就不会第二次进行开启工作，作业人员进出风门的顺利。在风门处在关闭环节的过程中，控制系统会保证传输关闭控制信号的良好，在电磁阀对相对应信号进行接收的时候，能够开启相对应的运动来带动油缸进行运动工作，这样风门能够在一定时间进行关闭。

2.4 智能防撞与避障系统

智能防撞与避障系统是保证智能带式输送机巡检机器人长期稳定运行的重要组成部分。该系统通过对障碍物和隧道内工作人员进行探测和自身高精度定位，实现智能防撞和避障功能，遇到障碍自动停止并报警。同时，从本质安全角度考虑，加装安全触边，防止碰撞造成人员及设备损伤。该系统的探测距离为0～3m，探测角度为120°，可实时更新自身位置信息，定位精度达0.01m。同时设置有断电制动功能，当智能带式输送机巡检机器人在运行过程中，如遇故障断电，智能带式输送机巡检机器人可立即停止，起到保护作用。

2.5 记忆截割过程

采煤机记忆截割是采煤机在自动模式下，依据记忆学习数据，根据采煤机位置自动切换到相对应的工艺段，并随着采煤机位置的变化自动调整采煤机左右滚筒高度和牵引速度，实现自动割煤的过程，采煤机在进行记忆截割过程中，当发生异常时，如煤层厚度变化、出现断层等，需要采煤机操作工人根据情况进行一定人工干預，如异常情况仅是在本次割煤过程中出现，则选择中断记忆截割，进行人工手动割煤，在采煤机越过该段异常煤壁时，再次进入记忆截割。如该段煤层状态确实发生了变化并将延续到以后几刀，可进入在线修改模式，采煤机操作人员进行手动操作，系统将记录下修改后的煤机运行状态数据，并覆盖原有记忆数据，在下次执行该工艺段记忆截割时，系统将按新的记忆数据进行自动割煤。

结语：将PLC应用于煤矿生产的提升设备电控系统中，可使生产变得更为高效安全，整个系统将具有更为优越的综合性能，极具发展前景，应积极推广。目前，该技术正在不断发展，未来，PLC技术将会广泛应用于工业生产中，促进企业的安全稳定生产。

参考文献

[1] 陈军君.基于PLC的煤矿提升机电控系统设计分析[J].能源与节能，2019（6）.

[2] 刘毅红，敬华兵.冗余PLC控制变频调速系统在矿井提升机中的应用[J].大功率变流技术，2018（1）.

作者简介：程俊强，男，工程师，2009年毕业于太原科技大学机械设计制造及其自动化专业，现在中国煤炭科工集团太原研究院有限公司从事煤矿机械的研发、生产、管理工作。