PLC可編程邏輯控制器在礦山機電控制系統(tǒng)中的應用研究

摘 要：PLC可編程邏輯控制器技術因其方便性與可靠性等特點，在礦山機電控制中得到了有效運用，極大的提升了礦山開采的效率。本文通過對PLC可編程邏輯控制器的工作原理進行分析，對PLC技術在礦山機電控制中的作用進行剖析

關鍵詞：可編程邏輯控制器；礦山機電控制系統(tǒng)；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.142

1 PLC可編程邏輯控制器技術簡述

PLC可編程邏輯控制器是一種嵌入式微型計算機普遍應用于現(xiàn)代工業(yè)控制中，它可以輕松替代老舊的繼電器控制系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的繼電器，PLC可編程邏輯控制器技術可靠性和穩(wěn)定性更好，應用空間更廣。PLC技術操作簡單，以梯形圖為主要編程模式，日常的管理和都維護比較簡單，很好的滿足我國工業(yè)化生產(chǎn)普遍技術要求。PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點還在于易拆卸、體積小，靈活的適應于各種場地。通過可編程邏輯控制器和輸出設備的連接，可以非常方便的控制機電設備。PLC技術應用即節(jié)約了能源，還極大的提升了礦山機電的使用效率

PLC的工作原理：PLC 由輸入與輸出接口，電源，編程器，擴展接口，存儲器，設備接口以及中央處理器等組成，PLC 之間的數(shù)據(jù)進行交換，主要是依靠電源、地址、數(shù)據(jù)的三中總線進行連接，根據(jù)需要控制相應的設備，并對其操作執(zhí)行。 PLC 技術的應用一般是通過它優(yōu)越的性能來完成，并且有它自己較為獨特的優(yōu)勢，它的組合非常靈活，功能也很完善，實用性較強。 目前的 PLC 技術的功能都非常的強大，各個模塊與單元之間可以隨意結(jié)合，能夠滿足很多系統(tǒng)提出的要求，由此也可以看出，，它非常適合應用于工業(yè)的控制需求[1]。

可編程邏輯控制器的工作程序有下面幾個流程：（1）運行狀態(tài)檢測。在設備運行中，PLC通過對機電設備運行狀態(tài)進行掃描，將運行狀態(tài)數(shù)據(jù)完整的整理檢查后，將狀態(tài)數(shù)據(jù)儲存到相應的內(nèi)存中。在具體操作時，要嚴格保證礦山機電控制系統(tǒng)內(nèi)部各連接點開關狀態(tài)安全系數(shù)?？偠灾?，PLC系統(tǒng)首先要建立在運行狀態(tài)檢測的基礎上，通過可靠的程序運行從而有效的提高控制系統(tǒng)的效率和可靠性。（2）程序運行進程。設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集完成后，狀態(tài)數(shù)據(jù)進行標準處理后，完整的輸入到處理器中進行判斷計算，運算出的輸出數(shù)據(jù)保存到相應的處理器單元。最后，將機電控制系統(tǒng)中的所有狀態(tài)數(shù)據(jù)都輸出在PLC的輸出端，再通過電流輸出信號對機電設備進行控制。

2 PLC技術在礦山機電控制系統(tǒng)中的應用

2.1 礦井提升機PLC技術改造

目前對礦山機械行之有效的改造方式就是采用PLC技術升級。通過PLC系統(tǒng)輸出連接一個大功率的控制器和一個大功率的晶閘管來實現(xiàn)改造提升機的電流，提高提升機的可靠性和運行效率。在改造實踐中，在提升機應用PCL技術進行改造時，機電系統(tǒng)中的機械運轉(zhuǎn)及直流電機部分相對而言，完全可以保留下來的不做改動。從機電控制系統(tǒng)整體來分析，將機電設備中原有繼電器采用編程控制器與大功率的交流器來改造是當前最為可行改造方法。需要明確和注意的問題是，在升級改造過程中，一般我們采取的辦法是保留舊有操作臺。一方面需要將舊有操作臺搬離，為新操作臺的安裝騰出空間創(chuàng)造有利條件。另一方面在使用新操作臺控制系統(tǒng)時，新舊兩套控制系統(tǒng)可以共存互為備份，主要目的就是在極特殊情況下作為備用，進一步提高系統(tǒng)可靠性。工程技術人員在改造礦山老式提升機時，首先要設計周密的升級方案，其次專家論證給出更合理的改進意見，然后選派是經(jīng)過嚴格訓練的工程技術人員進行安裝調(diào)試，通過一系列的措施和保障機制為改造質(zhì)量提升奠定堅實基礎。礦井提升機PLC技術改造，調(diào)試環(huán)節(jié)是最重要也是最繁瑣的步驟，在調(diào)試中，必須重點關注各個機械連接部件的潤滑程度以及制動系統(tǒng)的行程狀態(tài)，并嚴格記錄。將機械開關位置數(shù)據(jù)進行相應電控檢測，同樣嚴格記錄狀態(tài)數(shù)據(jù)，改造前，必須把機械故障排除完全，以免在改造后機械在運行過程中任然出現(xiàn)運行故障問題。最后我們還要必須注意，在礦井提升機PLC技術改造的過程中，嚴格新舊系統(tǒng)的聯(lián)合控制，原因是新舊系統(tǒng)的聯(lián)合控制不僅能高效實現(xiàn)裝卸、卸載以及提升信號的控制，因此，還能降低新舊系統(tǒng)調(diào)試的難度。

2.2 利用PLC技術改造礦井絞車控制系統(tǒng)

當PLC控制系統(tǒng)在運行過程中，在有效的利用PLC技術時，必須先對數(shù)據(jù)進行簡單的分析。在電機速度的測算方面，為了減少機械的運行沖擊提高電機的運行頻率，使用功率單元來進行再生能源處理是必不可少的環(huán)節(jié)。PLC控制系統(tǒng)所記錄的過程信息可以存儲在系統(tǒng)內(nèi)部的存儲器里面，為了確保PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性，刷新時間周期一般設置為1秒鐘，利用處理器將開關數(shù)據(jù)進行記錄，然后將數(shù)據(jù)信息進行運算，就可以得到絞車運轉(zhuǎn)的速度。另一方面要對絞車的運行方向進行控制。當按下絞車啟動按鈕后，絞車始終保持在一個水平的運行狀態(tài)，使用兩個顯示器對開關進行有效的記錄，如果啟以后的5分鐘以內(nèi)狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，只需要對另外一個計數(shù)器進行控制就可以了，上升的接觸器就會產(chǎn)生強大的吸引力牽引絞車運行，絞車就實現(xiàn)上升。每5秒就是一個絞車運行循環(huán)期，每一個接觸器在工作周期以內(nèi)會在上升和下降的過程中回到起始狀態(tài)。絞車處于超速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，系統(tǒng)發(fā)出警告。在對絞車運轉(zhuǎn)速度控制過程中，如果速度超出一定的額度，PLC控制系統(tǒng)會自動發(fā)出相應指令，指令通過顯示器進行顯示，司機就可以看到相應的數(shù)據(jù)。

2.3 PLC技術實施中需要注意的問題

PLC控制單元對溫度要求較高，必須要保持在0℃到50℃核定的溫度值范圍內(nèi)工作。當PLC控制系統(tǒng)環(huán)境溫度過高時，PLC系統(tǒng)就會出現(xiàn)故障，嚴重威脅到PLC系統(tǒng)的可靠性和使用壽命；如果溫度太低，PLC系統(tǒng)的電路飄零現(xiàn)象嚴重，也會系統(tǒng)運行變得極為緩慢，影響設備安全性能。當溫度低于0℃時，PLC系統(tǒng)電路飄零現(xiàn)象將會更加嚴重，系統(tǒng)可能出現(xiàn)崩潰。因此，在日常工作中我們將PLC控制系統(tǒng)安置在適宜的溫度之中才會將PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢得到最大化的發(fā)揮。如果溫度超過50℃，PLC控制單元就必須要采取降溫和通風處理

3 結(jié)語

隨著煤礦自動化水平越來越高，PLC可編程邏輯控制器技術在自動化的控制領域占據(jù)了不可或缺的地位，在礦山機電設備控制中得到了極其廣泛的應用。從煤炭事業(yè)的發(fā)展情況來看，以梯形圖為PLC編程主要模式操作簡單，自身的設計簡便，工程技術人員容易掌握，同時日常設備維護和管理也較為簡便，極大滿足了我國目前工業(yè)化生產(chǎn)的技術要求?？偠灾?，研究PLC技術在礦山機電控制中的應用意義重大前景廣闊。

參考文獻：

[1]李志強自動化技術在礦山機電控制中的應用[J].能源與節(jié)能，2014（01）：146-147，154.

[2]升利.解析礦山機電控制中PLC技術的應用[J].信息通信，2013（01）：91-92.

作者簡介：郭海身（1985-），男，本科，助理工程師，研究方向：礦山機電及其自動化技術。