基于PLC技术的矿山机电控制系统应用研究

＊曹宏伟

（阳泉市燕龛煤炭有限责任公司 山西 045000）

随着科技的不断进步以及各种技术的横空出世，PLC技术便是这些技术中非常突出的技术手段，也是一种可操作性非常高，性能非常强大的可编程控制技术，同时它的运行状态能够保持的非常稳定，在如今生产生活中，各行各业中都有着它的身影，而将PLC技术应用到矿山机电控制系统中也是如今非常有用的一项技术手段，它不但可以提高矿山机电控制系统中的内部储存结构，还能够对大量的数据进行快速的分析与调整。所以PLC技术应用到矿山机电控制系统中已是一种社会趋势。

1.PLC技术的原理

PLC技术的工作原理一般分为三个阶段，三个阶段称作一个扫描周期，同时PLC的CPU按照一定的速度来重复进行上述三个阶段。第一个阶段是输入采样阶段，在这个阶段PLC用扫描技术依次读取所有的输入以及数据存储，然后将其放入到I/O地址符号中，然后将这些所读取的输入状态和数据放入到第二个用户程序执行阶段，然后根据所依次进行的用户扫描程序对所输入的数据进行逻辑计算。在进行逻辑运算之后，将这些数据重新刷新在系统ram存储区中的对应状态位这样基本工作流程就完成了。值得一提的是，一个扫描周期的快慢主要是取决于CPU执行指令的速度，还有指令本身占有的时间以及指令的条数等因素。

2.PLC技术在矿山机电控制系统中的应用

(1)在硬件以及环境条件方面

虽然PLC技术在矿山机电控制系统中各个方面的用途不尽相同，但是它的设计思路大致是一样的，所以我们在对这方面进行研究时就会省下许多工作量。但是将PLC技术应用到矿山机电控制系统中，对于系统硬件以及环境条件都有着非常大的要求，在环境方面，需要选择温度适宜的环境温度不宜过高，一旦过高就会影响到PLC在系统中的运行与转换速度，最糟糕的是可能会破坏PLC技术在系统中的应用。

在硬件方面，安装PLC时不要将PLC安装到那种发热量比较大的元器件上方，因为容易会对PLC造成非常大的影响，同时PLC所安装的位置一定要避免阳光的直射以及保持正常的通风，如果控制柜内的温度非常高，那么就可以安装强通风设备来控制箱内的温度。与此同时，我们还要注意不要将PLC的控制柜装到那些有腐蚀性或可燃性的气体或液体的周围，以免会对PLC的元器件造成腐蚀或者产生爆炸。

图1

(2)软件方面

在很多情况下，我们并不能够完全消除硬件方面以及环境方面对PLC控制系统所造成的干扰，这个时候我们便可以在PLC的软件方面下功夫，让他们能够完全的进行配合，提高PLC控制系统的稳定性以及对它运行能力的加强，而PLC在矿山机电系统中的软件应用主要体现在过程控制以及逻辑控制两方面。

在过程控制方面，PLC具有监控的能力，它能够对整个系统运行中的温度，湿度以及流量等因素进行有效的控制，确保它们在可控制的范围之内，然后使用l/O模拟控制器将所需要的模拟量转化为数字量，实现A/D到D/A的转变，然后再对这些被控制的模拟块实行闭环控制。当这一切过程都完成之后，就可以对系统设备运行数据进行监控，然后对系统中所出现的问题进行记录以及处理，同时为日常的维护以及保养工作提供非常可靠的数据依据，比如系统在工作时是否温度过高，而需要采用强通风装置降低控制柜中的温度，这也是变相的对PLC控制系统进行保护。

在系统的逻辑控制方面PLC技术可以通过与，或，非等逻辑运算符号去对系统中的电路实行逻辑运算，然后再用电路中的串联，并联和触点的结合使用去代替继电器，来进行逻辑的组合控制，定时控制以及顺序控制。这样的话，不仅能够使线路更加的具有可操作性，让操作难度降低，节省电路的运行时间，增加工作效率，同时还可以让程序变得更加灵活多变，这让电路在进行转换的时候不必重新断开以及启动电路进行连接，而仅仅只需要改变PLC技术中的逻辑运算组合，这样不仅使维修程序系统更加的简单，还能够满足系统所运行的各种各类的要求，让矿山机电控制系统变的更加的成熟。

3.PLC技术在矿山机电控制系统中应用的意义

(1)增强可靠性与抗干扰能力

具有非常高的可靠性以及抗干扰能力，是矿山机电控制系统所必须具备的能力。PLC技术采用了现在大规模的集成电路技术以及生产工艺的制造技术，所以它的内部电路的结构极其稳定并且具有非常高的可靠性。从PLC的外电路控制系统来看，它与我们平常所使用的同等级的继电器相比，它的接触触点少了成千上百个，所以他们在运行的环节中出现问题的可能性也就大大降低了。同时，PLC还带有硬件故障的自我检测能力，它可以让系统在运行时检测到其中出现的问题发出警告，然后将其记录下来并进行处理。同时，在使用软件的时候，软件的使用者还可以编入外围器件的故障自断程序，让系统中的电路与设备能够获得诊断自保的能力。这方面与传统的矿山机电控制系统来比具有非常大的优越性，同时它的抗干扰能力也增强了很多很多。

(2)可操作性强

图2

与传统的矿山机电控制系统相比，将PLC技术应用到其中，能够大大减少系统的控制难度让它的可操作性变得极强。PLC的接口非常容易，而且它的编程语言对于工程技术人员来说都比较容易接受，同时它的梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图也非常的接近，只使用少量的PLC控制开关就能够控制各种逻辑运算组合来实现程序的运转，降低了很多的工作难度，这样能够使那些不懂计算机原理以及汇编程序的技术人员更容易接受，也为他们的工作创造了更多的便利。而随着科学技术的不断进步，PLC技术在矿山机电控制系统中的可操作性将会变得越来越强，运行程序的设置也会变得越来越简单，能够让更多的人以低操作的手段去运行更多更加复杂的程序。

(3)功能性极强，适用范围广泛

随着技术的不断进步，PLC也出现了各种规模的产品，它可以适应各种程序运行状况下的要求，而且它除了可以控制逻辑运算程序外，还可以进行数据的运算，所以近些年来出现了非常多的PLC运算单元，例如温度运算，湿度运算以及CNC运算等，这些运算单元的出现使得PLC可以对系统中的各种指标进行监控与处理，所以它能够适用于各种各样的运算环境之中，功能性特别强大。

4.总结

随着时代的进步以及科技的不断发展，如今维持各项技术都需要耗费大量的资源，而随着能源的不断开采，矿山资源也变得非常的重要，所以对矿山开采有着极大作用的矿山机电控制系统深受人们的重视。将PLC技术应用到矿山机电控制系统中不仅能够降低系统中出现错误的风险，同时还能够增加矿山机电控制系统的可靠性以及抗干扰性，这对于矿山的开采有着举足轻重的作用，将PLC技术运用到矿山机电控制系统中既是顺应时代发展的趋势，也是必须所选择的一条道路，而且我相信PLC技术还能够在矿山行业中绽放出更加绚丽多彩的光芒，为矿山的开采提供坚实的技术基础。