矿山机电控制中PLC技术的有效应用

＊卫斌斌

（山西煤炭进出口集团蒲县豹子沟煤业有限公司 山西 041000）

引言

随着经济社会发展，矿山仍然在人类使用的能源中占领重要地位。矿山能源为人类社会带来发展的动力，是不可或缺的资源。在人口逐渐增多的压力下，矿山供给开始出现跟不上人类需求的情况。于是，在矿山开采时能合理高效地开采矿山资源十分重要。PLC简称为可编程逻辑控制器，它有管理高效、编程简洁的优点，常用于工厂自动化生产。在矿山开采过程中，也运用PLC技术对开采的自动化设备进行操作控制。PLC技术相比较于其他技术有更精确的控制力，它抗干扰能力强，并且安全可控性高。这样在确保工人施工环境都是安全的前提下，生产效率才能够大幅度提高。PLC技术能够合理高效控制自动化仪器的运行，有利于矿山机电控制的平稳和高效开采，节省企业的财力和人力，从而使得生产变得快速和高效益，这也是PLC应用于众多自动化领域的原因。

1.PLC技术工作原理

(1)PLC技术概述

PLC技术是一种能够控制自动化设备的技术，简称为可编程逻辑控制器。PLC逻辑控制器主要由中央处理器、外接口、电源模块以及编程设备组成。PLC技术主要基于计算机，通过可编程控制器对设备下达控制指令[1]。它采用的是可编程逻辑控制器，对逻辑控制器内部的程序进行计算、逻辑运算、定时等操作。用户通过可视化的操作页面，通过数字或者模拟输入输出量向自动化设备下达各类操作指令，来控制机械的动作从而控制生产过程。PLC技术操作简单，同时执行精确度高，运行起来不容易受外界影响，有较强的可靠性，能够提升生产过程中的安全性。从一些角度看来，PLC技术相当于使用显示器、键盘和鼠标来控制生产过程，使用电脑与矿山机相连接，从而提高生产的效率。相较于传统的继电器技术，PLC技术有更多的应用空间并且能够代替继电器的工作来产生更多的工作价值。随着近些年来矿山资源的开采，PLC技术也相继应用于矿山开采的控制过程，促进了矿山事业的发展也提高了开采效率。因此，对PLC技术应用于矿山机电控制中的研究非常有必要，也为将PLC技术应用到其他领域做好参考。

(2)PLC技术优势

PLC的操作页面非常简洁，通过编程设置可视化界面，用户在界面上就能下达设备控制的指令。PLC的程序编写是按照模块化程序来处理，有利于程序的增删、调整和迭代，所以使用PLC技术在编写程序时，对程序整理和修改的时间更少，提高了工作效率。目前，PLC主要运用于我国自动化生产的工厂中，广泛应用于闭环控制、机械制动、逻辑装置等系统当中。此外，PLC技术操作简单，安全性高，可靠性强，随着矿山事业的发展，PLC在矿山机电控制工作中显现出巨大的优势，是采矿过程必不可少的技术支持[2]。

2.PLC技术在矿山机电控制的应用

(1)在传输机上的应用

在科学技术的不断发展下，我国矿山机电控制设备正在朝着智能化、无人化的方向发展。其中KZP装置是主要由电控器、液压系统、制动器组成的盘式装置，在整个矿山机电系统中利用盘式装置为设备运行提供动力，依靠盘式装置和闸瓦的摩擦产生力矩，再通过液压装置来调整动力大小。在未启动装置之前，装置产生的动力为0，而液压装置中的压力达到最大值。在这个装置运作的过程中，关键在于各设备能够平稳运行，收到控制指令的时候能够及时响应。机器温度高达40℃时，矿山机电制动频率大约为1小时10次。那么在这个制动过程中，PLC技术就能发挥它的作用。PLC技术主要运用于控制传输机速度，PLC技术通过控制传输机运作的电流大小，并且实时监控传输机的运行状态，将监控得到的数据进行实时分析，使传输机能够进行自我判断从而完成对传输机运行速度的控制。如果运输量过大，就需要提高运行速度来加快工作速度。同时在运输量较小的情况下，也可以调小运行速度，从而达到节能的效果。在整个控制过程中，最关键部分为传输机的电流控制，而PLC技术则在这一过程发挥作用。

(2)在牵引采煤机的应用

在采煤过程中，牵引采煤机器是应用到采煤作业指导的重要机器，它集电气设备、液压设备以及机械设备于一体，是一体化的复杂机械系统。在矿山机电控制过程中增加电牵引的技术至关重要，这不仅提高了矿山机电运行的动力，也在提高采煤作业工作效率的同时保证了矿山机运行的稳定。有利于布置安全高效的采煤工作环境，极大提高采煤工作效率，也减少了故障损失。电牵引技术中就运用到PLC技术，PLC技术与传统液压牵引技术相比工作可靠性更强[3]。使用PLC技术能实现更精准的作业要求，从而降低采煤机电运行的故障，提高安全性能和工作性能。同时也增加了矿山机电的制动性，达到生产自动化的目标。

图1

(3)在采煤绞车的应用

在运行采煤绞车过程中，PLC技术通过控制绞车的运行速度和方向来完成绞车系统的工作。绞车的运行方向以及开启和关闭的情况下，使用PLC技术能在方向上记录开关次数和触碰频率。首先通过PLC技术设置固定的时间间隔，在间隔时间内记录下开关触碰次数，PLC能记录并分析出系统的数据，计算出绞车运行速度。比如在10秒内，系统开关变化率两次，那么使用一个设备去控制另一个设备时，出现绞车上部触动开启开关，并将绞车推起。如果在这期间仅记录了一次开关记录，那么绞车下部触动开关，产生向下移动的动力。此外，如果绞车系统负荷运行时，PLC技术系统还会发警告信号提醒工作人员及时调整和变动，避免产生危险。

(4)在改造老式提升机的应用

运用PLC技术也能够对老式矿区的提升机进行改造和变革。其中，PLC技术参与的是对老式提升机电流的改造。在提升机运行过程中，最关键的控制因子就是对电流的控制。用PLC技术对老式提升机的控制器和晶闸管进行改造，从而完成老式提升机改造过程。首先，通过PLC技术的改造完成操作台的转移，将原先的操作台改变，换成新式操作台，这样完成改造过程的基础部分。同时，提升机改用了新式操作台时还保留了老式操作台，这样可以在两种操作台之间来回变换，也保留了原来的操作台的使用价值。其次，改变新旧系统的转换器，为装置配备合理的转换器，能将旧系统改造至新系统，将旧系统设置为备用系统，增加系统的可靠性。最后，聘用精通PLC技术的技术人员，充分将PLC技术的优点发挥出来。从根本上完成运用PLC技术对老式提升机的改造，维护系统的稳定运行，保证提升机工作质量[4]。

图2

3.结束语

综上，从PLC运用于矿山机电控制的例子来看，现代自动化生产过程已经很大程度上利用PLC技术的便捷和优越性。特别是在高风险机械作业的环境下，使用PLC技术更能保障工人生命安全，从而使得生产产生最大化效益。PLC技术凭借其操作简单，抗干扰能力强的优点在工业自动化进程中占领高位，得到很多企业的青睐。目前，PLC在矿山机电控制领域的重要应用在传输机、牵引采煤机、运行绞车以及老式提升机的改造上，发挥着PLC技术强大生命力和灵活度。为促进矿山开采事业注入了源源不断的动力，为推动矿山事业发展产生重大推进力，也为在其他领域的应用提供相应参考。