矿山机电控制领域可编程逻辑控制器技术的实践

 矿山机电控制领域可编程逻辑控制器技术的实践

作者姓名：刘传茂，董昌，孙庆波

单位名称：山东宏河控股集团有限公司单位省市：山东省邹城市单位邮编：273500

摘要：PLC是可编程逻辑控制器，是将计算机技术作为它的计算基础的新型工业控制装置，它是能够将通信技术以及计算机技术等等那些各种数字运算以及操作控制装置的技术融为一体的电子系统，PLC技术在各行各业中都有着非常广泛的应用，如电力，工业，制造业等方面。而本文所介绍的就是PLC技术在矿山机电控制系统中的应用，它能让矿山机电系统的运算速度更加快速以及加强系统运行的规划和改良。

关键词：可编程逻辑控制器（PLC）；矿山机电；应用研究

1PLC可编程逻辑控制器技术简述

PLC技术操作简单，以梯形图为主要编程模式，日常的管理和都维护比较简单，很好地满足我国工业化生产普遍技术要求。PLC控制系统的优点还在于易拆卸、体积小，灵活地适应于各种场地。通过可编程逻辑控制器和输出设备的连接，可以非常方便地控制机电设备。

PLC技术应用即节约了能源，还极大地提升了矿山机电的使用效率PLC的工作原理：PLC由输入与输出接口，电源，编程器，扩展接口，存储器，设备接口以及中央处理器等组成，PLC之间的数据进行交换，主要是依靠电源、地址、数据的三中总线进行连接，根据需要控制相应的设备，并对其操作执行。可编程逻辑控制器的工作程序有下面几个流程：①运行状态检测。在设备运行中，PLC通过对机电设备运行状态进行扫描，将运行状态数据完整的整理检查后，将状态数据储存到相应的内存中。在具体操作时，要严格保证矿山机电控制系统内部各连接点开关状态安全系数。总而言之，PLC系统首先要建立在运行状态检测的基础上，通过可靠的程序运行从而有效地提高控制系统的效率和可靠性。②程序运行进程。设备运行状态数据采集完成后，状态数据进行标准处理后，完整地输入到处理器中进行判断计算，运算出的输出数据保存到相应的处理器单元。最后，将机电控制系统中的所有状态数据都输出在PLC的输出端，再通过电流输出信号对机电设备进行控制。

2矿山机电控制领域可编程逻辑控制器PLC技术应用

2.1矿井提升机PLC技术改造

在改造实践中，在提升机应用PCL技术进行改造时，机电系统中的机械运转及直流电机部分相对而言，完全可以保留下来的不做改动。从机电控制系统整体来分析，将机电设备中原有继电器采用编程控制器与大功率的交流器来改造是当前最为可行改造方法。需要明确和注意的问题是，在升级改造过程中，一般我们采取的办法是保留旧有操作台。一方面需要将旧有操作台搬离，为新操作台的安装腾出空间创造有利条件。

另一方面在使用新操作台控制系统时，新旧两套控制系统可以共存互为备份，主要目的就是在极特殊情况下作为备用，进一步提高系统可靠性。工程技术人员在改造矿山老式提升机时，首先要设计周密的升级方案，其次专家论证给出更合理的改进意见，然后选派是经过严格训练的工程技术人员进行安装调试，通过一系列的措施和保障机制为改造质量提升奠定坚实基础。矿井提升机PLC技术改造，调试环节是最重要也是最繁琐的步骤，在调试中，必须重点关注各个机械连接部件的润滑程度以及制动系统的行程状态，并严格记录。将机械开关位置数据进行相应电控检测，同样严格记录状态数据，改造前，必须把机械故障排除完全，以免在改造后机械在运行过程中仍然出现运行故障问题。最后我们还要必须注意，在矿井提升机PLC技术改造的过程中，严格新旧系统的联合控制，原因是新旧系统的联合控制不仅能高效实现装卸、卸载以及提升信号的控制，因此，还能降低新旧系统调试的难度。

2.2井下风门的自动启动

在开展矿山生产作业的过程中，由于地下风门在运行阶段，通常需要采取手动的形式完成“打开”和“关闭”这两项操作。然而，由于地下门的负压相对较大，所以在开门和关门的过程中，需要耗费大量的劳动力，不利于保障手动打开和关闭风门环节的便利性，若出现了操作失误的情况时，还会对风门造成严重的损坏。在PLC技术的作用下，可以借助红外传感器等基础设施，基于动态化的形式对进入和外出的车辆进行记录，保障记录结果的全面性和完整性，再利用可编程的控制器，对地下阀门的开关进行控制，采取自动化的控制措施，为阀门打开和闭合等操作提供便捷性保障。通过以自动形式对襟翼进行打开和关闭，可以保障车辆操作环节的有效性，并确保此类环节的安全性和可靠性，在最大程度上减少了运营阶段所需用的费用成本。在设计控制顺序的过程中，需要对打开操作的顺序予以高度重视，在先打开风窗之后才能够打风门。由于风门的两侧之间存在一定的压差，且地下风门的面积相对较大，在实时风门开启操作的过程中，压力通常能够保持在3050kg左右。在实施门扇打开和关闭操作时，为了达到安全性与可靠性的原则，应在门扇的上方区域设置窗口，且窗口的面积相对较小，维持门扇两侧压力的均衡性。当两侧的压力值达到了平衡状态时，在风门的打开和关闭阶段，能够有效减少所需用的劳动力。在使用PLC技术开展控制作业的过程中，可以借助红外测量设备的形式，对车辆的进出状态进行记录，当需要顺利地打开风门时，此时系统会发出与之相对应的控制信号，借助主动形式的发出方法，当电磁阀接收到控制信号之后，系统会顺利地与其进行连接，并保障通气操作的顺利实施。此时，活塞能够在阻尼器上打开小窗口，当风门移动到预定位置后则会停止移动，促进风门顺利打开。在活塞反向移动的过程中，能够保障风门关闭的及时性，但需要在关闭小窗后，才能够对风门予以关闭。

2.3利用PLC技术改造矿井绞车控制系统

当PLC控制系统在运行过程中，在有效地利用PLC技术时，必须先对数据进行简单的分析。在电机速度的测算方面，为了减少机械的运行冲击提高电机的运行频率，使用功率单元来进行再生能源处理是必不可少的环节。PLC控制系统所记录的过程信息可以存储在系统内部的存储器里面，为了确保PLC控制系统的监测数据的有效性，刷新时间周期一般设置为1秒钟，利用处理器将开关数据进行记录，通过运算得到绞车运转的速度。另一方面要对绞车的运行方向进行控制。当按下绞车启动按钮后，绞车始终保持在一个水平的运行状态，使用计数器对开关进行有效的记录，如果启以后的5分钟以内状态数据发生变化，只需要对另外一个计数器进行控制就可以了，上升的接触器就会产生强大的吸引力牵引绞车运行，绞车就实现上升。每5秒就是一个绞车运行循环期，每一个接触器在工作周期以内会在上升和下降的过程中回到起始状态。绞车处于超速运转状态时，系统发出警告。在对绞车运转速度控制过程中，如果速度超出一定的额度，PLC控制系统会自动发出相应指令，指令通过显示器进行显示，司机就可以看到相应的数据。

结语：

在我国社会经济发展的过程中，矿产行业的发展有着十分重要的意义。其中矿山机电设备作为矿产生产的重要设备，在使用的过程中,对于其工作性能有严格的要求。因此有关企业必须对现代化的信息技术展开全面利用，使相应生产的自动化水平得到持续提高，并且将先进的PLC技术应用于矿山的机电控制工作中，从而提升开采煤矿的整体质量以及效率，保证相关作业得以顺利、稳定、安全地进行。

参考文献：

[1]宋雪峰．矿山机电控制中PLC技术的应用研究[J]．矿业装备，2019(02):46-47．

[2]闫志敏．PLC技术在矿山机电控制中的应用研究[J]．机械管理开发，2017，32(12):127-128+138．

[3]王敬文．PLC技术在机械电气控制装置中的应用探讨[J]．科学技术创新，2018，(016):194-195．