礦山機(jī)電控制中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探析

馬文龍

摘 要：科技的不斷進(jìn)步，推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)。在礦山發(fā)展過程中，由于影響因素眾多，對于礦山設(shè)備的要求也越來越高。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高設(shè)備的利用效率，還有效的推動(dòng)了礦山的發(fā)展。文章主要針對自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并且依據(jù)實(shí)際情況提出了一些意見，希望能夠推動(dòng)礦山的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；礦山機(jī)電控制；應(yīng)用分析

經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使我國對礦產(chǎn)資源的需求逐漸增加，只有不斷的加強(qiáng)對礦產(chǎn)資源的開發(fā)，才能滿足現(xiàn)階段我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。開采設(shè)備是礦產(chǎn)資源開發(fā)的重要保證，傳統(tǒng)的礦山設(shè)備不僅成本較高，并且工作效率低下，不能滿足當(dāng)代的礦產(chǎn)資源開發(fā)?？萍嫉牟粩喟l(fā)展應(yīng)用，為設(shè)備的發(fā)展注入新鮮血液，有效的推動(dòng)了礦產(chǎn)資源開發(fā)設(shè)備的發(fā)展，尤其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，提高了設(shè)備的工作效率；但是，實(shí)際的應(yīng)用效果并不滿意，還存在一些問題需要進(jìn)行優(yōu)化，只有這樣才能提高礦資源的開發(fā)效率，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供不竭動(dòng)力。

1.自動(dòng)化技術(shù)簡述

1.1 自動(dòng)化設(shè)備的構(gòu)成

PLC系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括了系統(tǒng)電源、CPU、輸入接口、擴(kuò)展接口、外設(shè)接口、輸出接口、儲存器、外設(shè)編程器等部分。另外，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部改革單元通過總電源線、地址線、數(shù)據(jù)總線以及控制線進(jìn)行連接，系統(tǒng)外部的裝置主要依據(jù)被控制對象的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，這樣才使得PLC系統(tǒng)成為了一個(gè)整體。

1.2 PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

工作過程中，PLC系統(tǒng)主要通過數(shù)字運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制，因此，PLC系統(tǒng)的控制器具有一定的可編程性。PLC系統(tǒng)屬電子系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)具有一定的針對性，其內(nèi)部可以設(shè)置存貯器，并且，具有一定的可編輯性，能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯運(yùn)算的執(zhí)行以及存貯，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)順序控制、計(jì)算、時(shí)間設(shè)定等命令。再通過對于一些命令進(jìn)行模擬，能夠?qū)崿F(xiàn)對礦上設(shè)備生產(chǎn)活動(dòng)的控制。

另一方面，PLC系統(tǒng)基本上都采用模塊構(gòu)成，輕便靈活，同時(shí)，還具有良好的可靠性以及抗干擾能力。其編程也十分簡便，就有極強(qiáng)的操作性、良好的柔性，還能進(jìn)行線性修改。就現(xiàn)在來看，PLC技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于礦山，實(shí)現(xiàn)了對開關(guān)邏輯、機(jī)械設(shè)備以及自動(dòng)裝置閉環(huán)系統(tǒng)等控制，但是，隨著不斷應(yīng)用，PLC系統(tǒng)已經(jīng)暴露出許多問題，具有一定的局限性以及弊端，因此，積極加強(qiáng)PLC技術(shù)應(yīng)用迫在眉睫。

2.PLC技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng)設(shè)備的改造

提升機(jī)是礦山工作中重要的設(shè)備，PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對提升機(jī)的改造，保留了出直流電機(jī)以及提升機(jī)械，主要是針對傳統(tǒng)提升機(jī)中的繼電控制器通過PLC技術(shù)以及功率較大的晶匣管變流器進(jìn)行改造，其主要改造方式如下：

①改造過程中，工作人員首先應(yīng)該積極的對于原先的操作臺進(jìn)行移動(dòng)，主要是由于全新操作臺的安裝需要一定的空間。另外，提升機(jī)的系統(tǒng)依舊采用傳統(tǒng)提升機(jī)的系統(tǒng)，并且在原有的操作臺上進(jìn)行操作。

②工作人員通過對刀閘進(jìn)行轉(zhuǎn)換，把老的刀閘安裝在電樞設(shè)備的回路上。制動(dòng)系統(tǒng)所采用的潤滑油泵則是通過對航空插頭的切換，實(shí)現(xiàn)新系統(tǒng)的切換。這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)新系統(tǒng)以及老系統(tǒng)共同利用；同時(shí)，老系統(tǒng)還能對新系統(tǒng)起到一定的輔助作用，如果工作需要，還能將老系統(tǒng)進(jìn)行永久保留。

③保證良好的設(shè)備安裝質(zhì)量。在實(shí)際的設(shè)備安裝過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)該積極的設(shè)備的安裝質(zhì)量進(jìn)行控制。工作的人員應(yīng)該明確設(shè)備安裝所需要的技術(shù)，保證設(shè)備的各個(gè)銜接口能夠準(zhǔn)確融合。另外， 還要保證工作人員在日常工作中能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的維修。

④加強(qiáng)對于井筒的行程、設(shè)備開關(guān)、潤滑制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行電控檢測，這種方式能夠有效減少新系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間。另外，還要積極的進(jìn)行傳感器的安裝，然后在進(jìn)行送電測試，對每個(gè)參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，才能保證系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量通過對于老系統(tǒng)的每一步進(jìn)行研究分析，能夠保證系統(tǒng)切換的準(zhǔn)確性。

⑤對裝卸系統(tǒng)進(jìn)行在線調(diào)試。改造過程中，工作人員應(yīng)該積極的對裝卸系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，提升依舊由老系統(tǒng)進(jìn)行控制，但是裝卸新系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)進(jìn)行控制。通過這種混合的控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)控制的一次性投入，能夠有效的減少系統(tǒng)調(diào)試工作的工作量，提高工作效率。

⑥傳統(tǒng)回路中主要是位置閉環(huán)、電流閉環(huán)、速度閉環(huán)，這三種閉環(huán)的正確性對于整個(gè)PLC系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有一定的影響。在工作過程中，工作人員每天都應(yīng)該對系統(tǒng)進(jìn)行檢查，其時(shí)間大約為2 h。通過以上部分，能夠?qū)崿F(xiàn)對電樞回路的電流控制以及編碼器的試驗(yàn)，然后再對系統(tǒng)中各個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行確定，保證系統(tǒng)運(yùn)行測試的準(zhǔn)確性。

⑦在改造完成以后，應(yīng)該對設(shè)備進(jìn)行停止檢查，采用全體空載運(yùn)行測試，期間還應(yīng)該進(jìn)行多次提速測試，指導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)以后，再對系統(tǒng)進(jìn)行重載試驗(yàn)，保證全自動(dòng)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)。

2.2 自動(dòng)啟閉井下風(fēng)門

就現(xiàn)階段來看，我國礦井中采用風(fēng)門人工操作占據(jù)很大比例，工作過程中礦井中的負(fù)壓較大，風(fēng)門的開啟以及閉合都需要很大的控制力，在風(fēng)門開啟過程中，容易造成一定的損壞現(xiàn)象，操作難度較大。一般來說，通過紅外線對風(fēng)門進(jìn)行控制，主要是由于其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，PLC系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)門控制的自動(dòng)化，節(jié)省了人力資源。這種技術(shù)的工作原理是：工作過程中，如果風(fēng)門需求開啟，相關(guān)的信號就會(huì)發(fā)送至雙控電磁閥門，然后開始供氣帶動(dòng)氣缸產(chǎn)生活塞運(yùn)動(dòng)將將風(fēng)門打開；當(dāng)窗口的角度為30 °，窗口就會(huì)被遮擋，不能繼續(xù)打開；角度達(dá)到90 °，能夠?qū)崿F(xiàn)通行。

3.實(shí)例分析

本文主要以某煤礦為例進(jìn)行分析，該煤礦的控制系統(tǒng)采用底層可編程控制系統(tǒng)以及上位機(jī)監(jiān)控相結(jié)合的方式，其中主要以數(shù)據(jù)集邏輯控制為主，配以一些工藝參數(shù)進(jìn)行模擬檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備啟動(dòng)、停車控制、運(yùn)行控制，同時(shí)還具有閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對參數(shù)的控制。

集體控制系統(tǒng)主要由原煤重介選矸系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)、裝運(yùn)系統(tǒng)、水洗系統(tǒng)、撈抗系統(tǒng)、沉降離心脫水系統(tǒng)、除雜系統(tǒng)、壓濾車間監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)能夠分為三個(gè)操作站：調(diào)度室操作洗煤系統(tǒng)的水洗系統(tǒng)；撈坑系統(tǒng)和沉降離心脫水系統(tǒng)；原煤集控室操作原煤系統(tǒng)的重介選矸系統(tǒng)和篩分系統(tǒng)；儲運(yùn)集控室操作儲裝運(yùn)系統(tǒng)；壓濾車間設(shè)備僅在模擬盤上顯示；三個(gè)操作站都具有各自的可編程主機(jī)進(jìn)行控制，并且各個(gè)主機(jī)之間版本也不同，不能進(jìn)行分通訊，在對其進(jìn)行改造以后，三個(gè)系統(tǒng)能夠融為一體，形成一臺可編輯控制器主機(jī)，改變原來的不通訊局面，提高了工作質(zhì)量。

4.結(jié) 語

綜上所述，PLC技術(shù)在礦山中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了礦山設(shè)備控制的自動(dòng)化，提高了工作質(zhì)量以及工作效率。在應(yīng)用過程中，工作人員應(yīng)該依據(jù)礦山的實(shí)際情況進(jìn)行分析，不斷的進(jìn)行優(yōu)化，才能提高PLC技術(shù)的應(yīng)用水平，不僅能夠保證工作人員的安全，還能提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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