煤礦機(jī)電控制中PLC技術(shù)的有效應(yīng)用

吳景紅 張栓民

摘要：PLC技術(shù)作為一種能夠通過(guò)自動(dòng)化進(jìn)行控制運(yùn)行的設(shè)備，其簡(jiǎn)稱是可編程邏輯控制器。PLC技術(shù)能夠在較短時(shí)間內(nèi)將部分可編程邏輯存儲(chǔ)器在其可控制范圍內(nèi)進(jìn)行快速集合，這樣能有效提高內(nèi)部程序儲(chǔ)存效率，同時(shí)，有利于系統(tǒng)整體的合理運(yùn)行，也能對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部存在的不足進(jìn)行快速分析和解決。PLC設(shè)備本身在運(yùn)行時(shí)就具有較高抗干擾性和可靠性，功能強(qiáng)，性價(jià)比高，其內(nèi)部編程語(yǔ)言相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)也更加簡(jiǎn)易、便捷，這也能在一定程度上幫助數(shù)據(jù)分析的效率提升。特別是近幾年P(guān)LC技術(shù)得到迅速發(fā)展，也使該設(shè)備在礦山機(jī)電控制中的運(yùn)用得到顯著提升，PLC技術(shù)相比于早前較傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電體系安全隱患更少，能耗消耗更低，有利于人員排查，也能促進(jìn)自動(dòng)化控制過(guò)程順利進(jìn)行，在最大限度上靠近煤礦領(lǐng)域發(fā)展方向。本文主要通過(guò)對(duì)煤礦機(jī)電自動(dòng)化控制過(guò)程中所運(yùn)用的PLC技術(shù)進(jìn)行探討分析，以此來(lái)促進(jìn)國(guó)家和企業(yè)煤礦機(jī)電領(lǐng)域自動(dòng)化控制水平的提升。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；礦山機(jī)電控制；礦山；應(yīng)用價(jià)值

我國(guó)近幾年在科技領(lǐng)域得到了快速且穩(wěn)定的發(fā)展，同時(shí)，把PLC技術(shù)引入到礦山機(jī)電自動(dòng)化進(jìn)程之中，大大提高了該領(lǐng)域工作效益。PLC技術(shù)與煤礦機(jī)電控制相結(jié)合，逐漸形成一個(gè)有機(jī)整體，對(duì)促進(jìn)社會(huì)進(jìn)程起到積極推動(dòng)作用。將PLC技術(shù)運(yùn)用到煤礦機(jī)電控制之中，它比一般傳統(tǒng)設(shè)備的精密度和可靠性更高，這樣利于有效保障工作人員在進(jìn)行工作時(shí)的人身財(cái)產(chǎn)安全，大大降低了事故發(fā)生頻率。同時(shí)，確保工作人員的人身安全，也能從根本上提高工作的積極性，從而充分保證煤礦生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程是在安全的環(huán)境下完成。在煤礦機(jī)電生產(chǎn)中運(yùn)用PLC技術(shù)不僅可以提高工作效率，也能幫助企業(yè)收獲豐厚的經(jīng)濟(jì)收益。煤礦機(jī)電自動(dòng)化能力的提升，也幫助到礦山開(kāi)采效率得到較大幅度提高。為了PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制過(guò)程中得到更廣泛應(yīng)用，我們結(jié)合PLC技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)以及缺陷進(jìn)行分析探究，促進(jìn)PLC技術(shù)更好更快發(fā)展。

一、PLC技術(shù)概括

PLC可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）主要是由包括電源模塊、中央處理單元（CPU）、外部接口、擴(kuò)展接口、輸出，入接口、存儲(chǔ)器以及外部設(shè)備編程器等組成?？删幊踢壿嬁刂破?，它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等。面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC技術(shù)操作起來(lái)不僅簡(jiǎn)單易懂，同時(shí)不受外界環(huán)境影響控制，存在較強(qiáng)的可靠性。因此，比較于傳統(tǒng)設(shè)備更具有廣泛使用空間。在一定程度上PLC設(shè)備就是指在沒(méi)有鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的情況下，兩臺(tái)小型電腦與煤礦生產(chǎn)相結(jié)合的過(guò)程，這一技術(shù)能夠保障生產(chǎn)過(guò)程順利進(jìn)行，提高生產(chǎn)過(guò)程整體效率，相對(duì)于傳統(tǒng)的繼電器它的科技技術(shù)含量更高，并能夠替代原有傳統(tǒng)繼電器繼續(xù)進(jìn)行相應(yīng)控制工作。近幾年，隨著PLC技術(shù)在礦山開(kāi)采領(lǐng)域中的廣泛運(yùn)用，也使得礦山開(kāi)采領(lǐng)域事業(yè)不斷進(jìn)行擴(kuò)展?，F(xiàn)如今，PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制中占據(jù)重要位置，在礦山開(kāi)采過(guò)程中不可替代。通過(guò)上述分析可知，將PLC技術(shù)運(yùn)用到煤礦機(jī)電控制之中是十分重要的也是十分必要的。就目前而言，我國(guó)在煤礦機(jī)電設(shè)備控制以及應(yīng)用領(lǐng)域取得了明顯進(jìn)步。

二、PLC技術(shù)優(yōu)勢(shì)

PLC技術(shù)可以運(yùn)用數(shù)字進(jìn)行操作，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中所使用的貯存器是可編程序，可執(zhí)行包括算術(shù)與邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)等指令操作。同時(shí)，因?yàn)镻LC設(shè)備使用的是模塊化結(jié)構(gòu)，所以可以更方便的將內(nèi)部程序進(jìn)行組合，適應(yīng)性強(qiáng)，使用范圍廣。在對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝以及調(diào)整時(shí)的工作量偏小并且可以對(duì)其在線修改。目前，在我國(guó)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中PLC技術(shù)已廣泛運(yùn)用于閉環(huán)過(guò)程、多級(jí)自動(dòng)、自動(dòng)裝置、開(kāi)關(guān)邏輯、數(shù)字以及機(jī)械設(shè)備控制體系之中。隨著礦山機(jī)電快速發(fā)展，內(nèi)部系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化控制的要求也越來(lái)越高，因此，PLC設(shè)備也已廣泛用于煤礦機(jī)電控制之中，并正逐漸改變?cè)缜坝衫^電器控制的狀況。

三、煤礦機(jī)電中PLC技術(shù)應(yīng)用

（一）礦山老式提升機(jī)改造應(yīng)用

PLC技術(shù)運(yùn)用同時(shí)也有利于礦山開(kāi)采區(qū)域老式傳統(tǒng)提升機(jī)改造和創(chuàng)新。提升機(jī)改造過(guò)程中的重點(diǎn)主要是對(duì)電流的改造。一般改造內(nèi)容主要是利用大功率控制器和晶閘管來(lái)實(shí)現(xiàn)。完成改造一般可分為以下幾個(gè)步驟：

首先，需要完成操作臺(tái)轉(zhuǎn)變。對(duì)操作臺(tái)整體進(jìn)行搬移，先將原來(lái)的操作臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，為新操作臺(tái)擺放以及安裝提供有力條件。在提升機(jī)改造中盡管購(gòu)入了新操作臺(tái)，但這并不是指舊操作臺(tái)就失去用途和價(jià)值，我們可以繼續(xù)延續(xù)陳舊但優(yōu)秀的傳統(tǒng)，在舊操作臺(tái)上繼續(xù)進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)也能夠完成新老交替，實(shí)現(xiàn)兩者間的自由轉(zhuǎn)換。其次，應(yīng)該在回路中裝置能完成新舊系統(tǒng)互相轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)換器，在新系統(tǒng)安裝過(guò)程中，舊系統(tǒng)也需要被保留，可以將其視為備用系統(tǒng)，在特殊情況或者是在可控制范圍內(nèi)也可以一并將兩者共同保存。第三，嚴(yán)格把關(guān)安裝過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題。負(fù)責(zé)技術(shù)安裝的相關(guān)工作人員必須是通過(guò)技術(shù)培訓(xùn)后才允許上崗的專業(yè)人員，因?yàn)榧夹g(shù)工程人員只有經(jīng)過(guò)層層篩選才能擁有健全完善的專業(yè)技術(shù)，還必須具有熟練操作技術(shù)的能力以及對(duì)事業(yè)的責(zé)任心和進(jìn)取心，積極參與到設(shè)備安裝與維護(hù)之中。也只有這樣才能從根本上保證系統(tǒng)的完整性，并為之后的系統(tǒng)維護(hù)和檢修創(chuàng)造好的條件和環(huán)境。第四，最大程度減少系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間。相關(guān)技術(shù)人員在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安裝前必須對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外部各個(gè)部分的方位以及安裝前后順序進(jìn)行認(rèn)識(shí)了解。并且嚴(yán)格按遵守執(zhí)行安裝步驟，在傳感器完成安裝后，首先需要為電路進(jìn)行檢測(cè)。包括事先預(yù)期設(shè)定完成的參數(shù)統(tǒng)統(tǒng)都需要校對(duì)，以此來(lái)確保安裝后的系統(tǒng)與實(shí)際要求在最大限度上靠近。

（二）井下風(fēng)門(mén)自動(dòng)化控制應(yīng)用

目前為止，我國(guó)的大多數(shù)煤礦企業(yè)的井下風(fēng)門(mén)控制都是由人力來(lái)完成的，但因?yàn)樨?fù)壓的影響，用人力來(lái)控制風(fēng)門(mén)是非常不方便的，如果使用過(guò)大的力量則很可能對(duì)風(fēng)門(mén)造成損壞，尤其井下風(fēng)門(mén)是為人們提供新鮮空氣疏通易燃易爆氣體的通道，切不可隨意對(duì)待，所以對(duì)于上面所說(shuō)的問(wèn)題，解決方法是：可以借用PLC系統(tǒng)，通過(guò)紅外線傳感器來(lái)檢測(cè)有無(wú)車輛通過(guò)，如有車輛通過(guò)時(shí)，中央處理器發(fā)出信號(hào)，指示風(fēng)門(mén)開(kāi)啟，這樣通過(guò)機(jī)械裝置來(lái)控制風(fēng)門(mén)的開(kāi)啟，相對(duì)人力控制來(lái)說(shuō)，要安全便捷許多，現(xiàn)在，礦山使用的風(fēng)門(mén)大部分也是由人力來(lái)進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉，因?yàn)轱L(fēng)門(mén)內(nèi)外的壓力相差比較大，所以開(kāi)啟風(fēng)門(mén)的時(shí)候還需要一定的操作力，通過(guò)人力來(lái)操作風(fēng)門(mén)，不僅不容易進(jìn)行風(fēng)門(mén)的關(guān)閉和開(kāi)啟，并且在操作時(shí)也容易破壞風(fēng)門(mén)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，對(duì)進(jìn)出風(fēng)門(mén)車輛的監(jiān)測(cè)用遠(yuǎn)紅外傳感器就能實(shí)現(xiàn)，從而進(jìn)一步的利用PLC技術(shù)對(duì)風(fēng)門(mén)進(jìn)行全自動(dòng)化，這樣不僅能夠減少大量的勞動(dòng)力，還能夠保證行人與通行車輛的安全。要保證在開(kāi)門(mén)前窗戶已經(jīng)全部打開(kāi)的情況下才能使用PLC技術(shù)，由于兩側(cè)具有較大的空氣壓力差且風(fēng)門(mén)的面積較大，風(fēng)門(mén)開(kāi)啟的時(shí)侯風(fēng)門(mén)兩側(cè)的壓力差為50 kg上下，兩側(cè)風(fēng)門(mén)之間漸漸的有了小的空隙后，風(fēng)門(mén)兩側(cè)的壓力差就會(huì)降到5 kg上下。在風(fēng)門(mén)的上方安設(shè)小型的窗戶就能夠有效地降低風(fēng)門(mén)開(kāi)啟時(shí)所遇到的壓力，要能夠大幅度降低風(fēng)門(mén)兩側(cè)的壓力差就要在在開(kāi)啟風(fēng)門(mén)前先開(kāi)窗，就能很好的降低進(jìn)行風(fēng)門(mén)開(kāi)啟時(shí)需要的機(jī)構(gòu)強(qiáng)度和汽缸操作力。

（三）膠帶輸送機(jī)應(yīng)用

如果想要在傳統(tǒng)膠帶輸送設(shè)備中進(jìn)行停車操作，首先需要通過(guò)技術(shù)人員進(jìn)行操作執(zhí)行，幫助控制系統(tǒng)調(diào)整液壓系統(tǒng)中的油壓，油壓調(diào)試好之后再將制動(dòng)盤(pán)與閘瓦結(jié)合，最終利用摩擦力使輸送膠帶停止工作。但這種制動(dòng)方式在運(yùn)行過(guò)程中存在較多缺陷。例如：膠帶輸送速度一旦加速，閘瓦與制動(dòng)盤(pán)通過(guò)摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱能，這些熱能極其容易造成安全事故。這個(gè)時(shí)候?qū)LC技術(shù)運(yùn)用到膠帶輸送過(guò)程之中，能夠在最大限度上減少安全隱患。因?yàn)檫\(yùn)用PLC技術(shù)能使系統(tǒng)整體對(duì)閘瓦與制動(dòng)盤(pán)在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行控制分離，能夠有效避免火花產(chǎn)生。同時(shí)，KZP盤(pán)式在膠帶輸送過(guò)程中也得到了廣泛運(yùn)用。KZP盤(pán)式分別是由液壓站、電控系統(tǒng)與制動(dòng)裝置三大部分組成。其中，制動(dòng)裝置利用與制動(dòng)裝置盤(pán)相互摩擦形成制動(dòng)阻力，并通過(guò)外部力量來(lái)改變?cè)O(shè)備制動(dòng)阻力。KZP系列盤(pán)式一般是通過(guò)電動(dòng)機(jī)輸出軸與輸送帶之間的傳感器速度來(lái)對(duì)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的膠帶數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與綜合。當(dāng)顯示器上檢測(cè)到的最終數(shù)據(jù)大于或者超過(guò)預(yù)期規(guī)定數(shù)值時(shí)，PLC技術(shù)可進(jìn)行智能自行數(shù)據(jù)增減，從而是數(shù)據(jù)達(dá)到最穩(wěn)定狀態(tài)，并進(jìn)一步對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行操縱。反之，當(dāng)膠帶輸送速度小于預(yù)期值時(shí)則可以通過(guò)反向方式進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)試。KZP與PLC技術(shù)相結(jié)合的運(yùn)行模式，能在一定程度上提升系統(tǒng)整體工作效率。

（四）選煤廠集控系統(tǒng)運(yùn)用

目前，煤礦在選擇煤廠控制系統(tǒng)時(shí)，一般主要是將系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯控制，并且這一過(guò)程之中使用的是上位機(jī)監(jiān)控與底層PLC設(shè)備相結(jié)合的控制模式。使用這一模式能夠有效確保系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備的集中開(kāi)啟以及連鎖控制運(yùn)行?，F(xiàn)階段這一模式正處于該領(lǐng)域上位圈。在過(guò)去，大多數(shù)煤廠都選用SIMATIC S70-300配備在設(shè)備中，選擇ATIC TI545配備在集控設(shè)備中壓濾車間監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、沉降離心脫水系統(tǒng)、撈坑系統(tǒng)、除木雜系統(tǒng)、儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)、原煤重介選矸系統(tǒng)通常作為一般選煤廠集控系統(tǒng)基本框架。同時(shí)，該集控體系擁有儲(chǔ)運(yùn)集控室操作、原煤集控室操作以及調(diào)度室操作這三個(gè)系統(tǒng)控制站，它們分別作用于儲(chǔ)裝系統(tǒng)、篩選系統(tǒng)和重介選矸系統(tǒng)、水洗系統(tǒng)，沉降離心脫水系統(tǒng)以及撈坑系統(tǒng)。內(nèi)部系統(tǒng)中任何一個(gè)控制站都擁有自己獨(dú)立的PLC主機(jī)，但它們直接存在版本的差異，相互間不存在關(guān)聯(lián)。集控系統(tǒng)得到升級(jí)后能主動(dòng)把儲(chǔ)運(yùn)、壓濾與洗煤結(jié)合成一體，再有PLC主機(jī)對(duì)其他兩臺(tái)設(shè)備進(jìn)行信息交流。

四、PLC在煤礦機(jī)電控制運(yùn)用缺陷

由于PLC設(shè)備在運(yùn)行時(shí)是否與其配套設(shè)施進(jìn)行相結(jié)合使用，是直接影響最后成果是否理想的最重要因素。因此，在系統(tǒng)使用過(guò)程中應(yīng)該更加注重合作性。但目前通過(guò)對(duì)PLC在煤礦機(jī)電控制中的運(yùn)用進(jìn)行探究分析，發(fā)現(xiàn)其系統(tǒng)內(nèi)部仍存在諸多不足和缺陷。其中，PLC沒(méi)與之相配套設(shè)備進(jìn)行結(jié)合運(yùn)行，導(dǎo)致最終生產(chǎn)效率沒(méi)能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，在一定程度上也減少了最終經(jīng)濟(jì)收益，這作為該項(xiàng)目?jī)?nèi)部最主要缺陷之一。在PLC設(shè)備運(yùn)行時(shí)，對(duì)其相對(duì)應(yīng)配套設(shè)備予以更換也是不能缺少的一項(xiàng)重要工作。例如：在對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)時(shí)，首先就需將與之相關(guān)聯(lián)的電路電力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以此確保PLC設(shè)備在升級(jí)之后也能在正常數(shù)值的電流范圍內(nèi)正常運(yùn)行。升級(jí)后內(nèi)部系統(tǒng)對(duì)電流控制的準(zhǔn)確性要求也將得到提升。因此對(duì)機(jī)電進(jìn)行控制也是十分必要的，在對(duì)機(jī)電進(jìn)行調(diào)試過(guò)程中假如操作不當(dāng)有可能會(huì)直接影響企業(yè)基本經(jīng)濟(jì)收益。假如這些問(wèn)題一直不解決，對(duì)其企業(yè)乃至國(guó)家都會(huì)帶來(lái)不好影響。因此，想要從根本上真正解決系統(tǒng)內(nèi)部缺陷，就必須重視PLC設(shè)備升級(jí)過(guò)程。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上述材料進(jìn)行研究與分析可以得知，PLC技術(shù)現(xiàn)如今已被人們廣泛運(yùn)用于社會(huì)各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是對(duì)于煤礦機(jī)電領(lǐng)域的自動(dòng)化控制產(chǎn)生的推動(dòng)作用更為顯著。PLC設(shè)備是隸屬于機(jī)電自動(dòng)化控制最常用技術(shù)之一，PLC操作簡(jiǎn)單明了且具有極強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)該技術(shù)也能夠在相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行工作。因此在煤礦機(jī)電設(shè)備控制中PLC技術(shù)也得到了相關(guān)企業(yè)青睞。PLC技術(shù)目前在煤礦機(jī)電控制領(lǐng)域使用最為顯著體現(xiàn)包括實(shí)現(xiàn)對(duì)了相關(guān)設(shè)備開(kāi)啟和關(guān)閉的自動(dòng)運(yùn)行、膠帶運(yùn)送機(jī)中的自動(dòng)化以及使用PLC對(duì)舊礦山區(qū)域提升機(jī)進(jìn)行安裝與改造等。PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電舊系統(tǒng)升級(jí)以及新系統(tǒng)安裝中都占據(jù)著舉足輕重的地位。在煤礦機(jī)電領(lǐng)域設(shè)備升級(jí)和改造中運(yùn)用PLC技術(shù)，在一定程度上對(duì)煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化能力以及生產(chǎn)效率起到積極推動(dòng)作用。由此可知，PLC技術(shù)在我國(guó)煤礦機(jī)電自動(dòng)化控制發(fā)展進(jìn)程中具有不可替代的指導(dǎo)性作用。就目前社會(huì)現(xiàn)狀來(lái)看，PLC技術(shù)的運(yùn)用不僅能推動(dòng)煤礦機(jī)電領(lǐng)域的自動(dòng)化能力水平，同時(shí)，也有利于推動(dòng)國(guó)家煤炭領(lǐng)域事業(yè)生產(chǎn)及發(fā)展的速度進(jìn)程。總之，PLC技術(shù)能夠從根本上促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域有關(guān)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)以上研究可知PLC技術(shù)應(yīng)用對(duì)我國(guó)煤礦機(jī)電控制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭志峰.煤礦機(jī)電控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2015（01）：84-85.

[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（01）：52.

[3]馬洪亮.簡(jiǎn)述PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2015（01）：89-91.