浅析煤矿机电控制中PLC技术的有效应用

李宝旭

（胶州市职业教育中心学校，山东 青岛 266300）

0 引言

在煤矿生产作业中，有序稳定地运行机电系统是保障生产效率、质量的基础与关键要素，连贯的操作环节、顺畅的技术应用以及先进的生产工艺，是推动煤矿生产高效发展的基石。在机电控制中逐步引入PLC技术是一种创新性的发展思路，其一方面拓宽了煤矿机电控制的发展领域，另一方面体现出强大的技术优势，为解放生产提供了有利契机。

1 PLC 技术概述

从狭义的角度上来看，PLC技术带有可执行编程，属于一种控制器，通常情况下，将PLC技术运用到实际的生产管理工作中，能够执行复杂的逻辑运算任务、精准控制生产流程以及完成定时操作等，借助于输入与输出数字信息的功能模块，达到及时监控各个工业生产工序的目的。在PLC自控系统中，梯形图是程序编辑模式的主要特征，简易的操作方法为工作人员提供较大便利，且与其他同类型的技术相比，其控制方式的便捷度更高。在煤矿机电控制领域中推广应用PLC技术，不仅有助于生产作业管理效益的大幅提升，还能够满足我国工业生产机电控制对相关技术的要求标准[1]。

2 PLC 技术在机电控制中的应用机理

在煤矿机电控制系统中，要充分发挥PLC技术的控制作用，主要依托于两种途径，一是收集有效信息，二是管理有效信息。依照煤矿控制系统的运行特点，可以将融合运用PLC技术的具体过程、运作机理从三方面予以划分：

（1）执行PLC技术前，信息输入的准备工作。向煤矿机电控制系统内输入有效信息，其应用PLC技术实现信息采集的主要途径，也是确保充分发挥PLC技术性能的基本条件。借助于高效的扫描形式，应用PLC技术可以顺利完成有效信息的采集。与此同时，还要向机电控制系统的内部传输相关信息，以便后期执行一系列的控制指令时，能够对其加以有效调用。

（2）对接煤矿生产环节与PLC技术。在之前的作业环节中，机电控制系统内已经被输入了许多有关于生产管理的有效信息，因而依托于既定模式，在逻辑信息得以被扫描、获取后，可以应用PLC技术进行处理，转化相关的指令信息，确保易于操作管理人员准确理解，控制活动得以被有效执行，且有效信息也可以处于待输入状态中。

（3）结果的输出。这是应用PLC技术的最终环节，进过上一阶段的机电控制处理后，优化处理的结果可以通过PLC技术呈现出来，进而为煤矿机电设施的控制与管理提供便利。至此，便完成了PLC技术在整个煤矿机电控制中的所有运作过程[2]。

3 PLC技术在煤矿机电控制中有效应用的实践策略

3.1 预案准备

绞车设备是煤矿机电系统中的组成部分之一，要想利用PLC技术对这一设备进行精准把控，应首先对其运转速度等一系列的机电运转系数予以确定，与此同时，当绞车处于超速工作状态下时，控制系统还应及时发出警报。在绞车设备的运行速率的检测方面，技术方法是较为简单的，只需将适宜的感应设备安装固定在机电设备的电机轴上即可。一般情况下，煤矿绞车设备的运行速率水平较为统一，在950 r/s左右。与PLC技术的扫描周期先比，两者存在显著差异。由此可见，要达到预定的控制目的，只需运用普通的输入方法即可。在控制信息的输出过程中，应将一个显示屏连接到相应的PLC设备上，确保输出、传递数据的控制活动得以顺利进行[3]。

控制集控室主站也是准备阶段的重点内容，参照相应的设计要求，最大程度上优化控制回路的使用效果，将电气设备的回路线直接连接在主站的控制屏上，有效控制整体机电设备控制系统，避免主控制回路线的具体路径受到较大改动。

在报警装置的设置方面，无论是利用电铃报警方式，还是采用蜂鸣报警方法，均需要做到科学化的布置与处理，使得系统内报警信息的传递速度得以大幅提升，一般情况下，可以将其设置为集控启停的模式，借助于人员输入故障信息的方法，为相关的管理人员起到一定的提醒与警示作用，将管理作业的执行力度进一步强化。除此以外，还可以增设声光综合报警装置，确保在发生危险情况之前，能够对所有的操作人员给予及时提醒，对正处于运行状态下的机械设备予以有效把控，最大化降低故障问题带来的各项损失[4]。

3.2 实现过程

（1）计算速率。在整个机电系统的实际运行期间，机械往往会产生一定的冲击作用力，要想实现对这一力量的科学把控，降低其带来的负面影响，应重点推动设备工作效率的稳步提升，将加速速率予以合理设定，借助于功率单元，对再生作用力予以有效处理。在PLC技术的实际应用过程中，要想切实提升其工作效率，可以优化信息刷新时间的设定，一般可以将其设为半秒左右，利用相应的计数设备，记录半秒时段内开关的实际接触频率，然后向内部系统信息寄存模块内输入、存储有关的记录，通过信息转化后，便可以对绞车的实际工作速率予以确定，接下来，操作管理绞车的运行方向即可。绞车启动后，其长时段的工作状态是趋于一致的，因此需要利用两台计算设备，准确记录其接触开关次数[5]。除此以外，若绞车的运行速率过高，即其处于超速工作的状态下，控制系统会自行发出警报信息。由于控制系统已经对绞车设备的实际运转速率作出了有效调控，若在此基础上超出了规范的限制范围，则指令会自行生成于系统中，相关的警报信息也会显示在对应的显示屏上，一方面为操作人员提供方便，另一方面确保其能够对具体数据予以准确掌握。

（2）环境温度。影响PLC技术应用实效的关键要素，要想将PLC在控制系统中的优势性能最大化发挥出来，需合理控制环境温度在0-55℃范围内，若整个机电控制系统处于过高温度的运行环境下，PLC系统的工作效率会受到很大的干扰与影响，严重时甚至会出现故障问题等。这不仅会使得其实际使用寿命大幅降低，也会在不同程度上造成元器件的损坏。如若系统所处的整体环境温度较低，则电路的实际运转速度也会相应下降，缓慢的工作效率会使得控制系统的运行安全性显著降低，甚至导致其出现崩溃现象。因此若环境温度低于0℃，则也不适宜应用PLC技术。总而言之，营造并保持适宜的环境温度是安全运行PLC控制系统、充分发挥PLC技术性能优势的基础与关键所在，只有提供有力的温度保障，才能助力整体控制效率的稳步提升。

3.3 煤矿机电控制体系应用PLC技术的其他领域

（1）在下运胶带设备中，普遍会涉及对KZP体系可操控设备的应用。其属于一种机电液设备，组成部分包括电控体系、液压站以及制定设备等，便于操控是其主要优势特点之一，利用胶带，其可以对输送设备运行速率、电动机的实际转数等准确读出。

（2）将PLC技术应用到对井下风门的控制中，以达到开启与关闭自动化进行的目的。现阶段，许多煤矿生产中依然采取人工操作的方式处理井下风门，通过实践研究可以发现，这样很可能会造成操作力度不当、实际负压过大等问题，进而诱发开启与关闭风门十分困难的现象，对操作人员的工作带来较大难度。除此以外，还容易意外破损风门等设备设施。对井下风门予以精准控制中引入PLC技术，不仅能够有效提高控制效果与作业效率，还可以利用红外线全面检测过往车辆。利用可编程控制设备，达到自动开启与闭合风门的效果。一方面确保人力资源、物力资源等得以有效节约，另一方面为行人、车辆的过往安全提供重要保障。

（3）PLC技术在压缩空气机组中也得到应用，其是机组内计算机监控系统的重要组成部分。在传统压缩空气设备计算机监管体系的运行过程中，主要凸显出检测精准度低、抗干扰能力不强等问题，合理引入PLC技术可以实现对工业控制设备、单片设备的高效处理，与此同时，结合全压缩空气设备的运行特点，可以针对其工作期间创建相应的安全维护系统。在煤矿产业的整个生产过程中，压缩空气设备是不可或缺的动力设备之一，现阶段，在操作此类系统方面，大部分地区仍主要借助于继电设备，这会带来较大的维护作业量，以及较为频繁的故障问题等。许多矿井企业已经逐步加快了对PLC技术的应用，以此完善现有的自动计算机控制体系，以期提高煤矿生产的机电控制水平。

4 结语

在煤矿机电控制系统中，引入并应用PLC技术，根本目的不仅在进一步提高控制系统的运行成效，也在于紧密贴合机电控制现代化、高效化的发展趋势，有机整合系统中的各项控制功能，提高机械设备与控制系统的运转质量、运行速率水平等。创新发展机电控制与管理的实践模式，将PLC技术在市场中的应用渠道加以拓宽，满足机电控制的作业需求。