探析礦山電氣中PLC控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

蔣常平

當(dāng)前，煤礦現(xiàn)代化進(jìn)程正在全面的深入，在采礦的過程中，對(duì)設(shè)備提出的要求非常高?，F(xiàn)在，在大多數(shù)的煤礦生產(chǎn)以及建設(shè)當(dāng)中，已經(jīng)將安全煤礦的建立，當(dāng)做了重點(diǎn)的環(huán)節(jié)和內(nèi)容。在PLC控制技術(shù)快速發(fā)展的今天，在礦山的設(shè)備控制當(dāng)中起到的作用越來越大，對(duì)其的應(yīng)用也越來越普及。在煤礦產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，礦山的開采工作為十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其中對(duì)于PLC控制技術(shù)的使用，可將礦產(chǎn)開采的效率以及安全性進(jìn)行提升，將系統(tǒng)的損害進(jìn)行降低，并減少對(duì)能源資源的消耗，避免出現(xiàn)勞動(dòng)力浪費(fèi)的情況，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到了迅速的提升。

1 PLC技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 PLC技術(shù)的組成分析

PLC技術(shù)為微型計(jì)算機(jī)可編程控制技術(shù)，主要應(yīng)用在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)控制當(dāng)中，起到的主要作用為對(duì)以往的繼電器以及繼電器控制工作進(jìn)行了替換。對(duì)于PLC技術(shù)的應(yīng)用，最大的優(yōu)勢(shì)在于穩(wěn)定、安全以及可靠[1]。此外，還可有效防御外界帶來的一些不良影響。在實(shí)際操作當(dāng)中，非常方便并且快捷，對(duì)其的使用，在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中具有非常廣闊的發(fā)展前景。

在PLC系統(tǒng)當(dāng)中，主要包含了幾個(gè)重要的構(gòu)成部分：接口擴(kuò)展、接口輸出、接口輸入、電源模塊和中央處理設(shè)備等[2]。不同的組成之間，可利用數(shù)據(jù)總線以及電源總線等實(shí)施連接，以便根據(jù)控制對(duì)象的不同，提供不同的PLC系統(tǒng)類型。根據(jù)相關(guān)的結(jié)構(gòu)，可對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行劃分，提供兩種不同的模式。其一為模塊式，其構(gòu)成的部分包括CPU、電源、機(jī)架以及IO模塊；另一種為固定式，其中包括了CPU、顯示面板、內(nèi)存塊以及IO板。

1.2 PLC技術(shù)的工作原理

PLC技術(shù)的工作流程有：輸入采樣、執(zhí)行階段和輸出刷新。在輸入采樣階段當(dāng)中，是PLC技術(shù)當(dāng)中最基本的環(huán)節(jié)，對(duì)PLC的控制效率產(chǎn)生了十分重要的影響作用。①PLC技術(shù)在輸入采樣階段，掃描所有輸人端點(diǎn)，并將各輸入狀態(tài)存入相對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中，利用掃描的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的系統(tǒng)單元當(dāng)中；②在執(zhí)行階段。將相關(guān)的數(shù)據(jù)采樣工作完成之后，PLC技術(shù)可依據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)用戶的程度進(jìn)行相應(yīng)的掃描，利用相關(guān)的計(jì)算程序，可得到相應(yīng)的邏輯結(jié)果，并使邏輯結(jié)構(gòu)能夠在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中實(shí)施刷新。在具體執(zhí)行的過程中，要明確采樣的數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生任何的變化，以便實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的目的；③輸出刷新。在輸出刷新的過程當(dāng)中，要依據(jù)其中的映像寄存器數(shù)據(jù)，將控制結(jié)果進(jìn)行輸出和存儲(chǔ)，利用輸出的電流實(shí)現(xiàn)可有效對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。此外，其中的工作流程如圖1所示。

2 PLC故障處理

一般查找故障按下列步驟進(jìn)行：

圖1 PLC技術(shù)工作流程簡(jiǎn)圖

PLC在輸出被激勵(lì)處會(huì)產(chǎn)生停止的情況，一般會(huì)出現(xiàn)在中間的狀態(tài)，可對(duì)下一步驟的操作信號(hào)實(shí)施檢查[3]。編程設(shè)備會(huì)顯示信號(hào)的開閉狀態(tài)。將輸入模塊的LED指示作為參照，與編程設(shè)備的顯示狀態(tài)進(jìn)行比較，如果輸入的信號(hào)與結(jié)果存在不符合的情況，需要切換到輸入模塊。

在擴(kuò)展框架當(dāng)中，有很多的模塊需要進(jìn)行更換，在對(duì)模塊進(jìn)行更換之前，需要先對(duì)I/O擴(kuò)展電纜及其連接的情況實(shí)施檢查。在輸入狀態(tài)匹配輸入模塊的LED指示，對(duì)于輸入裝置和LED的狀態(tài)進(jìn)行比對(duì)。如果兩者之間存在巨大的差異，在測(cè)量輸入模塊存在一些問題時(shí)，要I/O裝置換掉，在現(xiàn)場(chǎng)連接電源以及線路。

在信號(hào)為線圈時(shí)，沒有輸出抑或輸出線圈態(tài)存在一定的差異。應(yīng)用編程設(shè)備，可對(duì)輸出驅(qū)動(dòng)邏輯進(jìn)行全面的檢查，并對(duì)其中的程序清單進(jìn)行檢查。其中，需要依照從左到右的順序?qū)嵤z查，將無連接的觸點(diǎn)找出來。如果接觸的觸點(diǎn)不同，便是輸入，應(yīng)用二三的步驟，檢查這一接入點(diǎn)；如果為線圈，需要進(jìn)行四、五步的檢查，確保主控繼電器步對(duì)邏輯操作產(chǎn)生影響[4]。在定時(shí)器為信號(hào)時(shí)，停留的非零值小于999.9，換掉cup模塊。在這種信號(hào)對(duì)一個(gè)計(jì)數(shù)器進(jìn)行控制的過程中，會(huì)依次對(duì)控制復(fù)位的邏輯與計(jì)數(shù)器信號(hào)進(jìn)行檢查。其中，具體的流程圖如圖2所示。

圖2 PLC處理故障流程圖

3 礦山電氣中PLC控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 礦山提升機(jī)PLC技術(shù)的應(yīng)用

在礦山提升系統(tǒng)當(dāng)中，電氣控制系統(tǒng)非常復(fù)雜。在信息技術(shù)不斷創(chuàng)新和高度發(fā)展的前提下，PLC系統(tǒng)已經(jīng)涉及到了煤礦領(lǐng)域[5]。通常情況下，應(yīng)用PLC技術(shù)可對(duì)提升控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，其中的技術(shù)包含了以下幾個(gè)過程：

（1）在對(duì)提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造的過程中，可將之前系統(tǒng)當(dāng)中的機(jī)械和主電機(jī)進(jìn)行保留。這樣確保提升機(jī)系統(tǒng)在改造的過程中能夠正常進(jìn)行應(yīng)用。應(yīng)用多路插頭，可對(duì)新系統(tǒng)與舊系統(tǒng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣可實(shí)現(xiàn)可對(duì)制動(dòng)潤(rùn)滑油泵的控制進(jìn)行提升。改造過程中，要按原來的提升控制參數(shù)設(shè)置好PLC各元件的數(shù)值。在相關(guān)的改造工作結(jié)束之后，還要對(duì)新系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，以保證改造后能滿足提升安全的要求。應(yīng)用舊系統(tǒng)運(yùn)行的形式對(duì)新系統(tǒng)的正常運(yùn)行進(jìn)行保障，使其能夠與工作的需求相符合。

（2）PLC技術(shù)，還可在提升改造的過程中進(jìn)行應(yīng)用，這在某種程度上對(duì)安裝和調(diào)試工作造成了很大的影響。其中，需要安排專門的技術(shù)維護(hù)人員，以便對(duì)安裝效果進(jìn)行整體控制，使提升機(jī)在改造的過程中的安裝與調(diào)試能夠十分順利。在具體安裝的過程中，需要對(duì)其中的每個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，這樣將新系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間進(jìn)行縮短。利用對(duì)新系統(tǒng)實(shí)施在線測(cè)試，可重新進(jìn)行校對(duì)和檢測(cè)傳感設(shè)備，以便可以獲取測(cè)量的參數(shù)，并將系統(tǒng)之間的匹配程度進(jìn)行提升。

3.2 礦山井下風(fēng)門中PLC技術(shù)的應(yīng)用

一般風(fēng)門的兩端空氣壓力值存在很大的不同，需要借助外界的壓力，這樣才能十分順利的將風(fēng)門進(jìn)行開啟[6]。為了防止產(chǎn)生該項(xiàng)問題，需要利用氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的帶動(dòng)作用，對(duì)風(fēng)門進(jìn)行開啟。應(yīng)用小風(fēng)窗，可對(duì)風(fēng)門兩端產(chǎn)生的氣壓?jiǎn)栴}進(jìn)行相應(yīng)的處理，幫助開啟風(fēng)門。開啟和關(guān)閉風(fēng)門，都需要利用PLC系統(tǒng)，將其中的控制信號(hào)發(fā)送給風(fēng)門，并借助電磁閥產(chǎn)生的帶動(dòng)，將電磁閥的方向進(jìn)行改變、以帶動(dòng)油缸活塞的形式簡(jiǎn)化風(fēng)門進(jìn)行開啟和關(guān)閉。如果在對(duì)風(fēng)門進(jìn)行開啟的過程中，風(fēng)門轉(zhuǎn)動(dòng)的角度達(dá)到90°，PLC發(fā)出信號(hào)，風(fēng)門不再繼續(xù)開啟，需要先讓行人和車輛先通過。風(fēng)門關(guān)閉時(shí)，也由PLC進(jìn)行控制。

3.3 礦山選礦工藝上PLC技術(shù)的應(yīng)用

在選礦的過程中，磨礦分級(jí)是十分關(guān)鍵的一部分，礦山選礦當(dāng)中，一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)便是磨礦分級(jí)作業(yè)。在該項(xiàng)步驟當(dāng)中作業(yè)會(huì)對(duì)選礦工藝的生產(chǎn)成本以及指標(biāo)能耗產(chǎn)生較大的影響。對(duì)于合理方式的應(yīng)用，自動(dòng)控制磨礦分級(jí)具有非常強(qiáng)的有效開挖磨礦分級(jí)作業(yè)潛力。功率變送設(shè)備可作為磨礦自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要載體，系統(tǒng)的檢查磨機(jī)充填率，這樣，便可以有效開展系統(tǒng)自動(dòng)校正以及診斷工作，根據(jù)電流分級(jí)返砂比的最終監(jiān)測(cè)結(jié)果，可針對(duì)磨機(jī)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，獲取精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

總之，在礦山中，對(duì)于PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來越普遍，極大的提升了生產(chǎn)與管理的效率，簡(jiǎn)化了工作，緩解了工作強(qiáng)度等。對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，還可控制礦產(chǎn)企業(yè)的各項(xiàng)財(cái)務(wù)費(fèi)用，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，降低風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]高世鷹，趙亞軍.PLC控制技術(shù)在礦山電氣控制中的應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技，2013（12）：136.

[2]杜娟.PLC控制技術(shù)在礦山電氣設(shè)備中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2015（11）：95～96.

[3]李明子.礦山電氣中 PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用[J].硅谷，2014（23）：88.

[4]黃俊亮.淺析礦山電氣中PLC控制技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（29）：150.

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