PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用初探

雷偉旗

（河南省三門峽黃金工業(yè)學(xué)校 河南三門峽 472000）

摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)煤炭資源需求量越來(lái)越大。礦山開(kāi)采是煤礦產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)性工作，傳統(tǒng)開(kāi)采模式效率低、且存在一定危險(xiǎn)性，而PLC技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，在實(shí)踐應(yīng)用中，能夠協(xié)調(diào)機(jī)電之間的關(guān)系，提高礦山開(kāi)采效率，且能夠推動(dòng)煤礦企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。但當(dāng)前，人們對(duì)于PLC技術(shù)在機(jī)電控制中應(yīng)用認(rèn)識(shí)度不夠，還存在偏差，故本文將以此為主要內(nèi)容進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；礦山機(jī)電；應(yīng)用

1礦山機(jī)電控制中的PLC含義

PLC是一種運(yùn)用于工業(yè)環(huán)境的自動(dòng)化控制器，其操作方便、功能全面，并且是具有自動(dòng)計(jì)數(shù)、計(jì)算時(shí)間以及運(yùn)算為一體的自動(dòng)化控制器。PLC技術(shù)是一種可編程的自動(dòng)化控制器，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常靈活，不像以往的系統(tǒng)比較死板，而且運(yùn)用PLC技術(shù)可以帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益，其具備了柔韌性好、信息自動(dòng)化、抗干擾程度高、操作方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，是人們進(jìn)行工業(yè)化施工的首選技術(shù)，值得人們的信賴。PLC技術(shù)是一款先進(jìn)的、全自動(dòng)化的高科技產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)具有模塊化，并且PLC系統(tǒng)非常靈活，方便工作人員操作，可以給在礦山工作的人員增加安全性和可靠性。運(yùn)用PLC技術(shù)取代了傳統(tǒng)的技術(shù)，可以提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率。

2 PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用

2.1PLC技術(shù)在礦山提升機(jī)改造中的應(yīng)用

PLC技術(shù)的快速發(fā)展為人們提供了更多的自動(dòng)化控制手段，在大功率晶閘管變流器和可編程控制器的支持下，技術(shù)人員能夠改造礦山老舊提升機(jī)中的原繼電器，保證其舊式系統(tǒng)能夠持續(xù)運(yùn)行；將原有操作臺(tái)搬移后設(shè)立新的操作臺(tái)，對(duì)電樞回路進(jìn)行調(diào)整，增設(shè)轉(zhuǎn)換刀閘，加入新舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換刀閘，能夠在新舊系統(tǒng)中自由切換工作模式；通過(guò)多路航空插頭切換控制新老兩種系統(tǒng)，可有效控制提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑油泵。與此同時(shí)，老系統(tǒng)在新系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中可持續(xù)工作，可視為新系統(tǒng)調(diào)試工作的替代與補(bǔ)充。老系統(tǒng)在一些特殊型情況下也需要永久保留。改造安裝老舊提升機(jī)時(shí)應(yīng)由專業(yè)維護(hù)技術(shù)人員參與安裝和改造，全過(guò)程參與并監(jiān)督改造工作，切實(shí)保證安裝改造質(zhì)量。安裝期間要進(jìn)行電控監(jiān)測(cè)，應(yīng)對(duì)井筒位置開(kāi)關(guān)、機(jī)械潤(rùn)滑制動(dòng)系統(tǒng)工作狀態(tài)、行程等因素實(shí)施嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，盡量縮短、控制系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間；通過(guò)在線送電的方式對(duì)傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)和校準(zhǔn)，確保提升系統(tǒng)能夠與各個(gè)測(cè)量參數(shù)相對(duì)應(yīng)；對(duì)老系統(tǒng)作業(yè)時(shí)持續(xù)運(yùn)行的全過(guò)程進(jìn)行檢驗(yàn)，確保無(wú)誤切換，一次性成功。通過(guò)可編程控制系統(tǒng)和提升機(jī)老系統(tǒng)進(jìn)行在線調(diào)試，一次性完成提升信號(hào)控制系統(tǒng)和裝卸載系統(tǒng)的調(diào)試工作，減少調(diào)試工作量。利用動(dòng)態(tài)試驗(yàn)檢測(cè)傳動(dòng)回路閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，分析動(dòng)態(tài)響應(yīng)各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)空載和重載測(cè)試正常運(yùn)行。

2.2PLC技術(shù)在組合智能開(kāi)關(guān)中的應(yīng)用

機(jī)電液一體化技術(shù)推動(dòng)了礦山機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展，組合智能開(kāi)關(guān)可根據(jù)綜采工作面實(shí)際工況靈活選擇單回路控制、多回路程序控制、單機(jī)雙速雙回路控制以及雙機(jī)雙速雙回路控制模式。一旦工作面浮礦浮石較多、片幫嚴(yán)重以及工作環(huán)境惡劣，刮板輸送機(jī)很有可能被壓死，選擇雙極雙速雙回路啟動(dòng)模式能夠在低速條件下啟動(dòng)并增加啟動(dòng)力矩，進(jìn)而在特定工況下自動(dòng)轉(zhuǎn)為高速運(yùn)行。采用PLC技術(shù)組建智能化組合開(kāi)關(guān)，操作如下：首先將切換開(kāi)關(guān)調(diào)整至“高速”運(yùn)行狀態(tài)，按照以電流為主、時(shí)間為輔的控制方式實(shí)現(xiàn)低速擋自動(dòng)向高速擋的切換。摁下遠(yuǎn)方啟動(dòng)按鈕，閉合先導(dǎo)電路繼電器，PLC端接收到啟動(dòng)命令，釋放機(jī)頭以及機(jī)尾部分的漏電檢測(cè)繼電器，其中

機(jī)頭部分的低速中間繼電器以及低速主接觸器即可閉合，在這種狀態(tài)下機(jī)頭電機(jī)處于低速運(yùn)行模式。短暫延時(shí)后，機(jī)尾部分的低速中間繼電器以及低速主接觸器隨之閉合，此時(shí)機(jī)頭與機(jī)尾部分的電機(jī)均處于低速運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)電流在低速啟動(dòng)狀態(tài)下降至PLC限定值，就會(huì)釋放機(jī)頭以及機(jī)尾部分的中間繼電器，此時(shí)主接觸器以及電機(jī)低速繞組均處于斷開(kāi)狀態(tài)，高速中間繼電器也將處于閉合狀態(tài)，電機(jī)在主接觸器閉合的情況下切換至高速運(yùn)行狀態(tài)。無(wú)論何種控制方式，只需啟動(dòng)隔離換向開(kāi)關(guān)手柄，即可終止相應(yīng)的電機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)就地停止功能。礦業(yè)生產(chǎn)中可將各回路先導(dǎo)線與一體化通訊控制系統(tǒng)相連接，實(shí)施綜合監(jiān)測(cè)和控制，即可保障通信，又具有預(yù)警功能，安全生產(chǎn)得到有效保障。

2.3 PLC技術(shù)在井下風(fēng)門自動(dòng)啟閉中的應(yīng)用

礦山機(jī)電控制中，大部分井下風(fēng)門都通過(guò)人力操作啟閉，然而井下負(fù)壓較高，風(fēng)門啟閉操作難度較高，且有可能造成風(fēng)門損壞。PLC技術(shù)聯(lián)合紅外傳感器可對(duì)車輛動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)可編程控制器控制井下風(fēng)門啟閉，人力物力資源得到節(jié)約，行人以及車輛通行安全。風(fēng)門兩側(cè)空氣一般情況下存在一定壓差，同時(shí)風(fēng)門面積很大，開(kāi)啟壓力約在40kg，而開(kāi)啟風(fēng)門時(shí)壓力驟然降至5kg，導(dǎo)致風(fēng)門在人力作用下難以繼續(xù)開(kāi)啟，開(kāi)啟難度較大。為解決這一問(wèn)題，技術(shù)人員利用氣缸傳動(dòng)來(lái)開(kāi)啟風(fēng)門，通過(guò)小風(fēng)窗開(kāi)啟風(fēng)門，這一原理類似于電動(dòng)風(fēng)門。由系統(tǒng)發(fā)出控制指令，驅(qū)動(dòng)電磁閥和油缸做活塞運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的電動(dòng)式開(kāi)啟。開(kāi)啟角達(dá)到90°時(shí)，風(fēng)門就停止開(kāi)啟，此時(shí)行人與車輛即可同行。系統(tǒng)關(guān)閉風(fēng)門時(shí)，發(fā)出控制指令，控制電磁閥換向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而促使油缸活塞向回運(yùn)動(dòng)，風(fēng)門在此驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)并關(guān)嚴(yán)[6]。

3礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)

PLC機(jī)電控制中，需要對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將分析結(jié)果作為依據(jù)開(kāi)展工作。其中涉及到的影響因素較多，如速度測(cè)算等。受到頻率的影響，機(jī)電提升機(jī)產(chǎn)生加減速率有所差別，而產(chǎn)生的再生能量會(huì)通過(guò)功率單元來(lái)表現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)PLC控制技術(shù)有效性，在機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，可以將信息刷新時(shí)間控制在0.5″，具體流程如圖1。

圖中R、S、T為三相中的A、B、C相，F(xiàn)、U、V是三相的相序。記錄的數(shù)據(jù)信息存放在寄存器中，而后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，加快提升機(jī)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速率。值得注意的是，絞車在超速狀態(tài)下，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，主要是系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行了限制，一旦超過(guò)預(yù)設(shè)值，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令，提醒工人注意安全。

4結(jié)語(yǔ)

機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)處于不斷更新趨勢(shì)中，傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)無(wú)法滿足礦山開(kāi)采工作需求。而PLC技術(shù)的出現(xiàn)，以其自身具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在機(jī)電控制中的應(yīng)用，能夠提高開(kāi)采有效性，且能夠有效降低成本。因此在開(kāi)采工作中，礦山企業(yè)要積極引入PLC技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)提升機(jī)進(jìn)行性能改造，實(shí)現(xiàn)風(fēng)門自動(dòng)啟閉，減少工人工作量的同時(shí)，為工人創(chuàng)建安全、和諧工作環(huán)境，從而促進(jìn)礦山開(kāi)采更好地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、信息化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]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.

[2]王淑文.PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用分析[J].能源與節(jié)能，2015，08：184-185.

[3]景群.PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐及思考[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2015，08：129-130.

[4]李冰，童小華.淺談PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中應(yīng)用[J].商業(yè)文化（下半月），2012，05：264.

[5]曹昆.策論P(yáng)LC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用價(jià)值[J].科技與企業(yè)，2013，15：239.