PLC技术在矿山机电节能控制中的应用研究

摘 要：随着我国的社会经济进步和科学技术的快速发展，在矿山企业的运行过程中，对于机电技术的应用变得更加广泛，能够为企业的运行和生产带来重要的辅助作用。但是从目前的情况来看，机电技术运用的过程中常常会出现能耗过度的问题，从而对生态环保造成一定的负面影响，所以在应对PLC技术进行积极且合理的应用，从而达到能源节约的效果。本文首先对于什么是PLC技术进行了简介，同时对于该技术的优势和特点进行了分析，从而对于矿山机电的节能控制工作中对于PLC技术的应用进行了探讨，最后对于矿山机电对PLC技术应用过程中存在的问题和解决方法进行研究，希望通过本文，能够为矿山机电中PLC技术的应用提供一些参考和帮助。

关键词：PLC技术;矿山机电;节能控制

0 引言

随着我国社会经济的逐步发展，对于资源也有了比以往更多的需求，在这样的情况下，想要切实提升矿山企业的生产效率，并降低在这个过程中消耗的成本和能源，更多的矿山企业开始大量的应用机电自动化技术，而在该技术当中PLC技术是其中的主要内容，通过使用PLC技术能够实现对机电装置的合理控制，并提供更加智能化的操作，从而大幅度的增强了矿山生产的效率和安全，所以通过将PLC技术应用在矿山机电技术中，能够在提升工作效率的同时，尽可能的避免安全问题的出现。

1 什么是PLC技术

从目前的情况来看，我国对于PLC技术并未拥有十分明确的定义，如果按照矿山企业的生产特征那么可将其作为一种可以进行编程的逻辑控制技术。PLC即为编程逻辑控制装置，其中的结构主要包括了电源、CPU、编程设备、输入装置和输出装置以及储存装置等等，这一设备的本质是能够进行编程的储存设备，可以实现对数据信息的编程和运算，然后将指令传输给设备，以达到反馈的效果，接着将反馈内容传递给机械装置。在该技术当中，通过运用计时、算数以及逻辑控制等命令来实现对矿山中的机电装置进行合理的协调，从而大幅度的提升了各个机电装置的工作效率，因为该技术有着多种不同的组合方式，无需进行过多的人工操作，所以在进行生产的过程中能够最大限度的保证机电设备的安全性。近些年来我国的数控技术获得了飞速的发展，在不同的工业生产领域当中，对于PLC技术的理解也各有不同，矿山企业在进行生产的过程中需要进行机电装置的节能以达到节约成本的效果，在这个过程中通过运用PLC技术来实现计算、运算以及顺序控制等方面的目标，也就是说，该技术属于先进的控制装置，这种技术的应用能够按照指令来完成终端的输出和输入，在机电装置的运行控制中，必须确保生产的过程具有自身的特点。随着我国煤矿产业的发展，市场中的竞争态势愈发激烈，所以要求矿山企业能够进一步的提升自身的机电控制水平，这也使得机电设备的智能化发展成为了这一行业领域中的主导一方。PLC技术的出现是以计算机为基础，这种新的技术已经逐渐在矿山企业机电设备节能工序中发挥出十分重要的作用，达到了矿山企业对于机电设备节能的需求。近些年来，矿山企业对于机电自动化有了更高的要求，以往所采用的机电装置已经无法满足当前矿山企业的生产要求，在新的技术当中PLC作为重要的自动化控制装置，所采用的是模块组织结构，有着非常灵活的系统类型，且有着更强的抗干扰能力和可靠性，在进行语言编程的过程中也非常的簡单和方便，非常容易进行普及。通过采用PLC技术不但能够提升矿山企业中的各方面工作效率，同时也能够为企业带来更多的效益，以往的控制装置过于复杂，采用的是设备相互串联或者并联的方式来实现设备的控制，整个操作过程非常繁琐，但通过运用PLC技术则能够合理的实现设备的节能。

2 PLC技术的特点分析

（1）节能降耗。近些年来，生态环保和节能降耗已经成为了社会当中的一个重要的主题，在矿山企业的生产过程中通过运用PLC技术来实现节能的效果，能够有效的提升矿山企业的社会形象，相比于以往的控制方式，PLC技术能够有效的降低能耗，并有着良好的持续性，所以在矿山企业的生产中通过运用PLC技术能够帮助其中的机电设备达到节能的效果，从而对矿山企业的成本进行有效的控制。与以往的控制装置相比，PLC技术中的电路板非常小，无需过于复杂或者庞大的线路，在实际的应用过程中只需要连接控制端口，即可进行程序设计，从而完成机电控制的目的。

（2）稳定可靠。一般来说在PLC电路当中，通常采用的电路设计方式包括了急停式电路和震荡式电路，从而有效的应付可能出现的突发情况，从而避免出现电路信号问题，这实际上是对电路的一种有效的保护，所以PLC技术应用在矿山企业的机电技术当中，能够大幅度的提升整个系统的稳定程度，从而避免问题的出现，增强整个系统的工作效率。因为矿产企业在日常的生产工作中可能会面临着一些的危险，例如矿体结构问题和设备失控问题等等，这些问题不但会导致生产工作无法继续进行，同时也可能会对工作人员造成危险。通过在矿山机电技术中引用PLC技术，能够大幅度的增强设备控制的稳定程度，因为在这项技术的应用过程中采用的是先进工艺，所以通过急停或者震荡电路设计能够避免受到干扰的影响，并且其中包含了机电监控装置能够对机电设备的运行进行有效的监控。以往所采用的电路控制装置需要在更新的过程中进行相应的检查，这需要花费大量的物力人力以及时间，同时也需要检查人员面临一定的危险隐患，通过PLC技术的应用，秩序通过控制台系统来进行更新即可完成这项任务，从而对交接部分的情况进行改进，达到整体系统控制更新的效果。

（3）实用功能。在以往所采用的矿产机电技术当中，会在矿井中安装风门，风门的开关需要通过人工来进行操作，这样才能够发挥出其应有的作用，在这个过程中，工作人员需要与风门进行近距离的接触才能够对其进行操控，这需要面临一定的危险，如果发生失误的情况可能会对工作人员造成危害。如果使用PLC技术则能够实现这个操作过程的自动化，达到风门控制自动化的效果。同时，相比于传统的控制模式，PLC技术的功能更加的实用，能够实现对机电装置数据的运算，从而实现高精度的控制工作，同时也能够完成对设备的故障、温湿度以及位置和运行等方面的控制，有效减少工作人员的工作量，同时也避免了工作人员所面临的风险。

3 矿山机电节能控制过程中对于PLC技术的应用

（1）胶带机。在矿山企业的机电系统当中运用PLC技术，能够大幅度的降低整个生产过程对于工作人员的依赖，并且提升了整个生产过程的质量和效率，想要达到这一效果就需要实现机电一体化。在矿山企业的机电技术应用过程中，通过采用KZP盘式能够实现对制动系统的控制，从而实现对整个系统的监督和控制，并且能够在这个过程中通过数据的方式来体现出设备应用情况，从而对体系进行有效的监控，进而按照设定的数值来将指令发送出去。例如在数据检测的过程中，当这一数值要比设定的数值更高时，就会发出指令来降低电流，最终达到减速胶带的效果。一旦发现检测数据要比设定的数值小，那么通过运用PLC技术就能够增大电流，从而使得胶带的速度增加，确保运送装置能够保证稳定的运行。

（2）风门。在进行风门的开关时，通过运用PLC技术能够实现这个过程的自动化，以往所采用的风门开关方式是由工作人员来进行操作，这个过程不但需要一定的专业水平，同时也需要面临一定的风险，如果工作人员在操作的过程中出现了问题，那么可能损坏风门，增加矿山企业的运行成本。通过在风门操作过程中运用PLC技术，能够达到风门的自动化控制效果，能够进一步的增强风门控制效率，避免出现风门损坏的情况。从目前的情况来看，很多矿山企业在井下风门处都设置了自动化控制系统，从而为整个过程的安全稳定运行带来了重要保障。

（3）螺杆空压机。在矿山企业的生产过程中运用机电技术，以往所采用的空压设备性能并不强，当在螺杆空压设备中应用PLC技术之后，大幅度的提升了其所具有的实用性和可靠性，这种新型的空压设备逐渐受到了广泛的认可，从而替代了原有的空压设备。螺杆空压设备的运行程序包括了排气、吸气、运输、压缩和密封等，其主要的原理是当空压设备中的螺杆运行时，其中的齿沟会进行啮合，这时机油和空气会进入到空压设备当中。当啮合面进行转动时，空压设备会将进入到其中的机油和空气通过密封和运输的方式来传输到排气口中，因为啮合面会逐渐的减小，且机油受到了压缩，从而将其排出到空压设备外部。为了能够对这个过程进行有效的控制，需要控制螺杆的运行速度，通过在其中安装变频装置能够实现对排气的控制，当排气量过高则会通过变频装置控制螺杆运行速度，从而降低排气量，以达到稳定排气压力的效果。

（4）系统改造。在矿山企业进行井下作业的过程中，会应用到多种类型的机电装置，通过在这个过程中运用PLC技术，能够大幅度的提升这些机电装置的运行效率以及可靠性，以往的控制模式耗能过高，随着近些年来PLC技术的逐步发展，在矿山企业中能够进行编程的控制装置和变频装置得到了更加广泛的应用。在对其进行改造时，需要对操作平台进行拆卸，然后将新的安装到其中。同时，要进行转换装置的安装，确保以往的系统即便在改造的过程中仍然能够保持稳定的运行。另外，为了能够确保矿山企业生产的稳定，要在改造前做好系统的调试过程，这需要由专门的工作人员来负责调试和安装。

4 矿山机电应用PLC技术时存在的问题和应对措施

（1）存在问题。当前我国社会的经济发展速度飞快，且对资源也有了非常大的需求，大部分企业都正处于开采的过程中，为了減少成本通常生产企业会采用控制电路的方式，但这种方式在生产中会消耗掉大量的能源，虽然这些年对于PLC技术应用的逐步广泛，但因为发展的时间较晚，且积累的经验不足，再加上相关的设备十分昂贵，所以对于PLC技术的应用水平仍然比发达国家有着不小的差距。因为制造工艺存在的差距，我国当前所研发的PLC技术仍然远远不如发达国家的产品，所以一般在矿山企业中所应用的PLC技术都是引进自国外，小型的企业仍然在采用传统的控制装置，一旦PLC技术出现了问题或者故障，那么很难对其进行维修，只能进行更换。

（2）应对措施。科技是我国最为重要的生产力，所以需要企业、政府和高校这三个方面做好联合工作，由政府方面带来政策上的引导，由企业方面提供必要的资金，而高校方面则主要负责对PLC技术进行研发，并将研发的成果分享给更多高校中的电气控制专业，实现对我国PLC技术理论的有效完善。通过对实验室进行研究和应用，能够将所获得的知识应用到模拟机电装置当中，从而实现PLC技术的自主开发，这对于生产方是非常大的激励，非常有利于提升我国的PLC 技术产品质量。除此之外，相关单位也要对中小型企业进行必要的帮助，协助他们完成对PLC技术产品的安装，从而达到节约资源的目的，同时也提升了这些企业的工作质量和效率，防止安全问题的发生。

5 结束语

随着近些年来我国的科技和经济发展，在各个领域中都对自动化技术进行了普及应用，该技术有着便捷、简单和稳定性强的优势，能够应用在复杂的环境当中，所以将其应用在矿产资源生产中，能够提升资源的开采效率，从而推动该行业的良好发展。

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作者简介：张树军（1984-），男，辽宁凌源人，本科，助理工程师，研究方向：矿山机电与环境治理。