礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用研究

王伯剛　黃玉亭

摘 要：煤礦事業(yè)飛速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)不斷優(yōu)化，特別是PLC技術(shù)憑借自身優(yōu)勢(shì)，得到了普及推廣應(yīng)用，繼而促使礦山機(jī)電自動(dòng)化控制水平的提升，促使了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。從中不難看到，逐步強(qiáng)化PLC技術(shù)于礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。先簡(jiǎn)單分析了PLC的工作原理，接著著重討論了礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用，促使PLC技術(shù)不斷成熟，協(xié)助礦山機(jī)電控制工作的開(kāi)展，為研究提供必要理論參考。

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

這些年國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展非?？欤藗兏鼮橐蕾嚥煌愋偷馁Y源，具體的礦產(chǎn)開(kāi)采力度逐步加大，這要求礦山機(jī)電設(shè)備達(dá)到很高的要求。現(xiàn)階段煤炭產(chǎn)業(yè)向前推進(jìn)，生產(chǎn)建設(shè)當(dāng)中，建立安全性煤礦成為工作重心，且有必要提升礦山機(jī)電自動(dòng)化控制水平。PLC技術(shù)是普遍使用的一種技術(shù)，當(dāng)前，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)升級(jí)換代，可編程控制器逐步優(yōu)化，很大程度上提升礦山機(jī)電自動(dòng)化控制水平，促使PLC技術(shù)更多地應(yīng)用到礦山設(shè)備控制中，極大提升了礦山開(kāi)采效率，增強(qiáng)了PLC技術(shù)自動(dòng)化的綜合實(shí)力，所以，為增進(jìn)PLC技術(shù)的水平，強(qiáng)化PLC技術(shù)的應(yīng)用研究具有突出的現(xiàn)實(shí)意義。

1.PLC技術(shù)與工作原理

PLC作為可編程控制器，更多地應(yīng)用在現(xiàn)代自動(dòng)化行業(yè)中，此項(xiàng)技術(shù)融合了計(jì)算、計(jì)數(shù)、定時(shí)等，保存在內(nèi)部，接著通過(guò)模擬量的使用，將不同機(jī)電設(shè)備運(yùn)行納入控制中。PLC是微機(jī)技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)而形成的，解決了繼電接觸控制系統(tǒng)具有的諸多缺陷，如機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜功耗高等，切實(shí)利用了微處理器的優(yōu)勢(shì)。PLC是現(xiàn)階段比較先進(jìn)的控制器，其易于系統(tǒng)的組合，十分可靠，且具有非常強(qiáng)的抗干擾性，具備在線修改等各種優(yōu)勢(shì)?？删幊坛绦蚩刂破鳎≒LC），采用數(shù)字式運(yùn)算，針對(duì)工業(yè)控制設(shè)計(jì)而成，是一種能在各個(gè)領(lǐng)用應(yīng)用的工業(yè)控制裝置。PLC采用周期循環(huán)掃描的工作方式，將電能提供給PLC，CPU先實(shí)施自檢運(yùn)行，查看是否有故障出現(xiàn)，接著步入循環(huán)掃描中，完成一次性循環(huán)的各個(gè)過(guò)程結(jié)束一次性循環(huán)使用的時(shí)間就是一個(gè)工作周期，影響工作周期的長(zhǎng)短的因素有用戶程序長(zhǎng)短、PLC自身性能。

2礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

2.1礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)對(duì)空氣壓縮機(jī)群組監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

在空氣壓縮機(jī)群組中，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)圍繞PLC，提升了抗干擾能力，且測(cè)試準(zhǔn)確，同時(shí)優(yōu)化空氣壓縮機(jī)運(yùn)行當(dāng)中的安全保護(hù)功能?？諝鈮嚎s機(jī)構(gòu)成了礦山開(kāi)采不可或缺的一類動(dòng)力設(shè)備?，F(xiàn)階段我國(guó)許多空氣壓縮機(jī)均使用繼電器控制，此種控制監(jiān)控良好的保護(hù)技術(shù)水平并不高，不符合空氣壓縮機(jī)所需的可靠安全運(yùn)行要求，所以，容易發(fā)生故障，不易維護(hù)。新研制而成的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一般采用溫度傳感器、斷水裝置等及時(shí)負(fù)責(zé)信號(hào)的收集，在傳輸總線協(xié)助下，傳送到PLC不同的模塊，經(jīng)過(guò)CPU對(duì)數(shù)據(jù)做出處置，在傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換下，送到專門(mén)的數(shù)顯儀表及時(shí)呈現(xiàn)設(shè)備工作參數(shù)，在線監(jiān)測(cè)及維護(hù)功能，在線監(jiān)測(cè)及維護(hù)電參數(shù)，及時(shí)把控礦井作業(yè)，維持作業(yè)的平穩(wěn)，不會(huì)發(fā)生安全問(wèn)題[1]。

2.2礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)對(duì)礦山老式提升機(jī)進(jìn)行改造

利用PLC升級(jí)及優(yōu)化礦山老式提升機(jī)，在預(yù)留提升機(jī)直流主電機(jī)與機(jī)械部分基礎(chǔ)上，運(yùn)用可編程的控制器等，升級(jí)老式提升機(jī)之前繼電器的控制，這是現(xiàn)階段改造礦山機(jī)械非常有效的途徑，具體過(guò)程如下：

①奠定安裝新操作臺(tái)良好基礎(chǔ)，整體搬移之前的操作臺(tái)，在改造提升機(jī)過(guò)程中，依然通過(guò)舊系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，搬遷至一旁既有操作臺(tái)進(jìn)行暫時(shí)作業(yè)。

②便于新系統(tǒng)與老系統(tǒng)實(shí)施轉(zhuǎn)換，需將轉(zhuǎn)換刀閘設(shè)置到電樞的回路上。把多路航空式插頭應(yīng)用到新老系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。調(diào)試新系統(tǒng)過(guò)程中原有的系統(tǒng)還能保留，用于后期使用。根據(jù)需求，長(zhǎng)久保留。

③安裝時(shí)，嚴(yán)格把控質(zhì)量，相關(guān)人員接受培訓(xùn)，達(dá)到要求之后，才可進(jìn)行安裝，要求安裝人員能夠熟練操作，讓人員全程參與就其中，經(jīng)過(guò)調(diào)試，奠定正常運(yùn)行及維護(hù)的基礎(chǔ)。

④為最大限度縮短調(diào)試新系統(tǒng)的時(shí)間，及時(shí)電控檢測(cè)各機(jī)械潤(rùn)滑情況，結(jié)束傳感器安裝之后，在線送電，并實(shí)施測(cè)試，矯正各測(cè)量參數(shù)，讓系統(tǒng)和實(shí)際保持相符。在提升系統(tǒng)過(guò)程中，在計(jì)算中按照步驟檢驗(yàn)各部門(mén)運(yùn)行讓系統(tǒng)提升一次性準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換。

⑤完成裝載系統(tǒng)之后，基于舊系統(tǒng)提升，還要利用新系統(tǒng)中客車(chē)廠控制器將提升機(jī)器裝卸載站納入整體控制中。新系統(tǒng)和舊系統(tǒng)相互配合，能夠一次性推動(dòng)裝卸載。

2.3礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)對(duì)運(yùn)膠帶機(jī)的改造

在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步下，KZP系列盤(pán)式可控制動(dòng)裝置更多地被應(yīng)用到礦山機(jī)電控制中，此裝置的組成包括制動(dòng)裝置、電控系統(tǒng)、液壓站。制動(dòng)裝置通過(guò)利益閘瓦、制動(dòng)盤(pán)產(chǎn)生的摩擦，形成制動(dòng)力矩，接著發(fā)揮液壓站調(diào)節(jié)功能，繼而達(dá)到改變制動(dòng)力的目的。在制定前提下，機(jī)械在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的正壓力數(shù)是0，但如果系統(tǒng)的油壓值達(dá)至極致時(shí)，制動(dòng)閘便會(huì)發(fā)生松動(dòng)；如果設(shè)備處于制動(dòng)過(guò)程中，需結(jié)合實(shí)際狀況，讓電液控制系統(tǒng)傳出合適的信號(hào)指令，機(jī)器基于此減少油壓值，達(dá)到制動(dòng)控制的目的[2]。電動(dòng)機(jī)的輸出軸速度傳感器、輸送機(jī)速度傳感器達(dá)到把控運(yùn)膠帶運(yùn)行中許多監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，最終通過(guò)監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)是通過(guò)可編程控制器得以實(shí)現(xiàn)的。通常如果監(jiān)測(cè)獲得數(shù)據(jù)比之前設(shè)定的數(shù)值要高時(shí)，可編程控制器將輸出較少的供電電流，減少油壓，繼而使膠帶速度變?。蝗绻O(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)比預(yù)先設(shè)定的數(shù)值要低時(shí)，可編程控制器使供電電流輸出得以增加，繼而開(kāi)啟閘瓦打開(kāi)，維持膠帶輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定。

2.4礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)對(duì)井下風(fēng)門(mén)的自動(dòng)啟閉

在礦山生產(chǎn)中，一般一人啟閉井下的風(fēng)門(mén)。而該風(fēng)門(mén)具有非常大的負(fù)壓，啟閉風(fēng)門(mén)承受很大的操作強(qiáng)度。一個(gè)人啟閉風(fēng)門(mén)非常困難，如果操作不恰當(dāng)，將損壞風(fēng)門(mén)。運(yùn)用PLC技術(shù)，在紅外傳感設(shè)備使用下，全天候檢測(cè)車(chē)輛，從而通過(guò)可編程控制器達(dá)到自動(dòng)化控制井下風(fēng)門(mén)啟閉的效果。達(dá)到風(fēng)門(mén)的自動(dòng)化啟閉，維持車(chē)輛運(yùn)行的可靠及穩(wěn)定，避免發(fā)生安全隱患節(jié)省了礦山運(yùn)行費(fèi)用。在實(shí)施順序控制設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求我們先打開(kāi)窗，然后再打開(kāi)門(mén)。它的設(shè)計(jì)原理為，風(fēng)門(mén)兩面有一定的壓強(qiáng)差值，同時(shí)井下風(fēng)門(mén)具有相對(duì)較大的面積，通常風(fēng)門(mén)開(kāi)啟壓強(qiáng)30-50KG。為保證風(fēng)門(mén)啟閉可靠穩(wěn)定，往往將較小的窗口設(shè)置到風(fēng)門(mén)上，使風(fēng)門(mén)兩側(cè)壓強(qiáng)保持在均衡狀態(tài)。如果兩側(cè)壓強(qiáng)趨于平衡之后，可使風(fēng)門(mén)啟閉操作力變小。通過(guò)PLC實(shí)施控制，先運(yùn)用紅外線傳感設(shè)備，檢測(cè)車(chē)輛的進(jìn)進(jìn)出出，在風(fēng)門(mén)開(kāi)啟過(guò)程中，把控制信號(hào)傳至二位五通雙控電磁閥，接收控制信號(hào)，把氣體供給系統(tǒng)。然后活塞帶動(dòng)下，朝向外運(yùn)用，此時(shí)風(fēng)門(mén)上的小窗在活塞帶動(dòng)之下處于開(kāi)啟狀態(tài)，如果風(fēng)門(mén)至設(shè)計(jì)處，將不會(huì)再運(yùn)動(dòng)，接著風(fēng)門(mén)被開(kāi)啟。在活塞的反向運(yùn)動(dòng)之下，閉合小窗，然后閉合風(fēng)門(mén)。

結(jié)束語(yǔ)：

經(jīng)濟(jì)社會(huì)向前發(fā)展，現(xiàn)代的礦山開(kāi)采速度日漸加快，而在現(xiàn)階段礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)時(shí)，人們要求礦山設(shè)備控制技術(shù)達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)，各類先進(jìn)的設(shè)備得到研發(fā)，較大程度上提升了礦山開(kāi)采設(shè)備的控制水平，提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)管理水平，奠定了現(xiàn)代礦產(chǎn)資源開(kāi)采堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。礦產(chǎn)資源開(kāi)采推動(dòng)了人類社會(huì)的文明及進(jìn)步，開(kāi)采技術(shù)不斷優(yōu)化是很突出的一個(gè)條件，PLC構(gòu)成了自動(dòng)化控制領(lǐng)域非常重要的一類控制設(shè)備，較早地滲透進(jìn)煤礦機(jī)電設(shè)備的控制系統(tǒng)，同時(shí)普遍應(yīng)用到煤礦機(jī)電的控制系統(tǒng)，為此，為促使經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷進(jìn)步，要強(qiáng)化廣大煤礦機(jī)電工作人員對(duì)PLC控制技術(shù)的探究，把PLC控制系統(tǒng)放置于較為適宜的溫度中，以獲得更突出的控制效果，且采取必要的通風(fēng)和降溫措施，進(jìn)而逐步提升PLC控制技術(shù)水平及質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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