簡述PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用

馬洪亮

（西山煤電集團(tuán)公司圪堆煤業(yè)有限公司，山西 臨汾 042403）

引言

在礦山的開采過程中經(jīng)常會(huì)用到PLC技術(shù)，隨著PLC技術(shù)的廣泛應(yīng)用，礦山機(jī)電控制的自動(dòng)化水平有了顯著提高，這也是近幾年礦山開采得到大幅度提升的原因之一。但是為了能使PLC技術(shù)更好應(yīng)用到礦山開采過程中，對(duì)該技術(shù)的研究分析至關(guān)重要。筆者就PLC技術(shù)的特點(diǎn)分析了其在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用，并對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)闡述，以供行業(yè)人員參考與借鑒。

1 PLC技術(shù)的含義

PLC技術(shù)在不同的研究領(lǐng)域的定義不盡相同，在本節(jié)研究的礦山領(lǐng)域PLC技術(shù)是應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境中可以運(yùn)用數(shù)字操作系統(tǒng)且可以實(shí)現(xiàn)編程的一種邏輯控制器。該技術(shù)的主要表現(xiàn)形式是可以通過編程來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的功能，能夠存儲(chǔ)包括算數(shù)、計(jì)時(shí)、排序等一系列指令在內(nèi)的內(nèi)容，當(dāng)接收到指令時(shí)采用多種方式的輸入和輸出加以控制，以達(dá)到對(duì)不同程序的控制作用［1］。

PLC技術(shù)在應(yīng)用時(shí)能夠與多種系統(tǒng)組合，在運(yùn)行的具體過程中也具備諸多優(yōu)點(diǎn)，比如抗干擾能力強(qiáng)，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中可靠性良好，而且使用起來操作靈活并且方便。隨著礦山開采事業(yè)的不斷擴(kuò)大，PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用日趨廣泛，并且占據(jù)著無法取代的地位。在礦山開采領(lǐng)域，以往主要是應(yīng)用繼電器控制設(shè)備，此類設(shè)備是通過各個(gè)硬件之間連線組合起來的，主要是通過并聯(lián)和串聯(lián)的形式組合在一起的，但該控制設(shè)備存在很多缺點(diǎn)，在連接時(shí)需要大量的連線，這樣就會(huì)導(dǎo)致各連線之間的觸點(diǎn)較多，連線也會(huì)十分復(fù)雜，并且設(shè)備體積比較龐大，導(dǎo)致占地面積很大，需要很大的放置空間，同時(shí)觸點(diǎn)多也會(huì)使得其耗電量大大增加。該設(shè)備在形成系統(tǒng)后就很難對(duì)其進(jìn)行改變，這樣一旦系統(tǒng)需要調(diào)試或者是需要改變就會(huì)十分棘手，其特征和性能都不容易改變，不利于煤礦事業(yè)的發(fā)展的。在設(shè)備運(yùn)行的過程中，各連線之間的觸點(diǎn)很多，由此增加設(shè)備的不穩(wěn)定性，在每次開關(guān)設(shè)備時(shí)這些觸點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生摩擦，會(huì)有接觸，不利于延長機(jī)器的壽命，致使機(jī)器提前老化。

由上述可知，綜合原來的繼電器設(shè)備和先進(jìn)的PLC技術(shù)來看，我國在礦山機(jī)電設(shè)備的控制應(yīng)用上已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步［2］。

2 PLC技術(shù)在礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 PLC對(duì)礦山老式提升機(jī)進(jìn)行改造

PLC技術(shù)有助于礦區(qū)的老式提升機(jī)的改造，改造提升機(jī)的電流，實(shí)現(xiàn)這種改變主要是通過一個(gè)大功率的控制器和一個(gè)大功率的晶閘管來實(shí)現(xiàn)，這是目前改造礦山機(jī)械行之有效的辦法之一，實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的過程主要有以下幾個(gè)步驟。

其一是實(shí)現(xiàn)操作臺(tái)的轉(zhuǎn)變，要先將原來舊的操作臺(tái)移到一邊，將操作臺(tái)整體搬移，為新的操作臺(tái)的安裝提供有力的條件，在改造提升機(jī)的過程中還要繼續(xù)使用原來舊的系統(tǒng)，并在舊的操作臺(tái)上進(jìn)行調(diào)試。其二是實(shí)現(xiàn)新老系統(tǒng)之間的完美轉(zhuǎn)換，為了方便新老系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，要在回路上安裝一個(gè)能實(shí)現(xiàn)新老系統(tǒng)相互轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器。在安裝新系統(tǒng)時(shí)，舊系統(tǒng)也要保留下來，在必要的情況下或者是空間允許的情況下新舊系統(tǒng)要一起保留下來，舊系統(tǒng)可當(dāng)作備用系統(tǒng)。其三是嚴(yán)格控制安裝過程中的質(zhì)量問題，負(fù)責(zé)安裝新的系統(tǒng)的人員務(wù)必是經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)后的人員，只有經(jīng)過層層篩選的人員才可以參與新系統(tǒng)的安裝，安裝的人員要有熟練的操作技術(shù)，積極參與將來設(shè)備的維護(hù)，這樣才能保證為系統(tǒng)以后的維護(hù)提供有力的條件。其四是盡可能減少調(diào)試系統(tǒng)的時(shí)間。在安裝系統(tǒng)之前就要對(duì)各部位的安裝位置以及安裝的先后順序非常了解，并嚴(yán)格按照事先規(guī)定好的步驟加以安裝，在傳感器安裝完畢后要給電進(jìn)行測(cè)試，對(duì)事先預(yù)設(shè)好的參數(shù)都要進(jìn)行校對(duì)，以保證安裝好的系統(tǒng)和實(shí)際要求相符。

提升系統(tǒng)時(shí)要把每一部分的運(yùn)行情況都要在電腦里逐步檢驗(yàn)，使系統(tǒng)的提升可以一次性準(zhǔn)確無誤的完成。除上述之外，還要加強(qiáng)新舊系統(tǒng)的聯(lián)合控制。在完成系統(tǒng)的提升后，應(yīng)當(dāng)用原來舊的系統(tǒng)的控制器對(duì)新系統(tǒng)加以調(diào)試。在新舊系統(tǒng)的聯(lián)合控制下可以減少系統(tǒng)在調(diào)試過程中的很多困難，加強(qiáng)信號(hào)的控制，并且一次性的推動(dòng)系統(tǒng)的裝卸載程序，這些工作均有助于減少系統(tǒng)在調(diào)試過程中的工作量。

2.2 實(shí)現(xiàn)井下風(fēng)門的自動(dòng)啟閉

在礦山的開采過程中，一般井下風(fēng)門的開啟和閉合都是人為來控制的，基本上均是人工操作。但是由于井下風(fēng)門所承受的壓力非常之大，這樣就會(huì)使風(fēng)門操作者的難度增大。人為地對(duì)風(fēng)門的開關(guān)進(jìn)行控制十分不便，嚴(yán)重的還有可能會(huì)導(dǎo)致風(fēng)門的損壞［3］。PLC技術(shù)可以有效改變這一現(xiàn)狀，其可以通過紅外感應(yīng)裝置來對(duì)進(jìn)出的車輛進(jìn)行檢測(cè)，不再需要人工控制風(fēng)門的開關(guān)情況，可以使用可編程的控制器來實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制。通過風(fēng)門的自動(dòng)化控制裝備，可以保證車輛有秩序地進(jìn)進(jìn)出出，還可以保證進(jìn)出車輛的可靠性和安全性，當(dāng)車輛通過時(shí)，風(fēng)門可以自動(dòng)開啟，車輛進(jìn)入后風(fēng)門又會(huì)自動(dòng)閉合，這樣就會(huì)使得礦山的運(yùn)營成本大大降低，繼而減少資金的投入。在開啟時(shí)要求有一定的先后順序，要保證先開窗戶再開門。其原因就在于風(fēng)門面積通常較大，風(fēng)門兩側(cè)的壓強(qiáng)很大，為了減少在風(fēng)門開啟時(shí)兩側(cè)壓強(qiáng)差帶來的不穩(wěn)定性和不安全性，一般會(huì)在風(fēng)門上安裝面積很小的窗戶來平衡風(fēng)門兩側(cè)的壓強(qiáng)差，以增加風(fēng)門的安全性和可靠性。增加一個(gè)小窗戶就可以使得風(fēng)門開啟時(shí)的壓力減小，這樣也會(huì)使得風(fēng)門更容易開啟，也可以延長風(fēng)門的使用壽命。

風(fēng)門和小窗之間的配合開啟和關(guān)閉主要是通過以下描述來實(shí)現(xiàn)的：通過PLC技術(shù)的控制，首先會(huì)通過紅外線和紅外線的傳感設(shè)備對(duì)車輛予以檢測(cè)，檢測(cè)完畢后，風(fēng)門會(huì)接收到開啟的信號(hào)，這時(shí)風(fēng)門會(huì)將開啟的信號(hào)通過一個(gè)電磁閥傳給小窗，電磁閥在接收到信號(hào)時(shí)會(huì)向系統(tǒng)進(jìn)行供氣，活塞會(huì)因?yàn)闅怏w的推動(dòng)作用而發(fā)生移動(dòng)，風(fēng)門上的小窗會(huì)因活塞的擠壓運(yùn)動(dòng)而開啟，小窗開啟后，風(fēng)門也會(huì)隨之開啟，但是當(dāng)風(fēng)門到達(dá)預(yù)定的位置時(shí)將不再發(fā)生移動(dòng)，通過這樣風(fēng)門便開啟了。風(fēng)門的閉合過程則與上述過程相反，風(fēng)門的閉合是先通過活塞的反向運(yùn)動(dòng)使得小窗先關(guān)閉了，進(jìn)而使風(fēng)門關(guān)閉。

2.3 利用PLC技術(shù)改造下運(yùn)膠帶機(jī)

KZP系列盤式可控制動(dòng)裝置在礦山機(jī)電控制中得到了廣泛應(yīng)用，此裝置主要由三部分組成，分別是液壓站、制動(dòng)裝置和電控系統(tǒng)［4］。這三部分中的制動(dòng)裝置是通過和制動(dòng)盤摩擦產(chǎn)生制動(dòng)阻力，再借助外界的力量從而改變制動(dòng)力。KZP系列盤式可控制裝置主要是通過利用電動(dòng)機(jī)的輸出軸和輸送帶上的速度傳感器來收集膠帶工作時(shí)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，最后由顯示器來顯示最終的數(shù)據(jù)。當(dāng)所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)大于正常設(shè)定的數(shù)值時(shí)，可編程控制器可自行減小數(shù)據(jù)以達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)膠帶減速，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)小于設(shè)定值時(shí)則調(diào)節(jié)過程則是相反的。

3 結(jié)語

現(xiàn)如今，PLC技術(shù)在自動(dòng)化的控制領(lǐng)域占據(jù)了不可或缺的地位，在我國礦山機(jī)電設(shè)備控制中得到了尤為廣泛的應(yīng)用。從當(dāng)前煤炭事業(yè)的發(fā)展情況來看，PLC技術(shù)不僅有助于提高機(jī)電控制的自動(dòng)化水平，也有助于推動(dòng)煤炭行業(yè)的蓬勃發(fā)展，促進(jìn)了礦山經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。綜合以上來看，研究PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

［1］ 李偉.關(guān)于PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中應(yīng)用的研究［J］.黑龍江科技信息，2014（15）：12-13.

［2］ 顧升利.解析礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用［J］.信息通信，2013（1）：13-14.

［3］ 趙小軍.礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用［J］.機(jī)械管理開發(fā)，2012（5）：61-62.

［4］ 王榮華，張燕斌.PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中應(yīng)用研究［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2011（6）：18-19.