PLC技術在煤礦機電控制中的有效應用

谷立波 張文剛

兗礦集團南屯煤礦運轉工區(qū) 山東鄒城 273515

煤礦能源對現(xiàn)今我國來說是非常重要的能源之一，而在煤礦機械領域發(fā)展的重要一環(huán)就是機電技術，隨著我國現(xiàn)代化進程的不斷加快，對于煤礦資源的需求量也在日益增加并且其中造成的環(huán)境問題也日益嚴重?，F(xiàn)今時代對于怎樣利用好日益發(fā)展的科技，增加煤炭產出率，提高企業(yè)的效率，并且在發(fā)展的同時降低對環(huán)境的影響是發(fā)展機電技術的關鍵性問題。

1 PLC技術的工作原理分析

PLC技術基于計算機技術，通過編程，利用自動控制來完成任務處理。首先收集外部數(shù)據(jù)信息，然后進行邏輯運算，最后將運算結果輸出，設備得到指令后再進行相應的處理。整個過程僅有輸入、執(zhí)行、輸出三個環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的簡便而高效極大地減少了人力，節(jié)約了工作時間，提高了工作效率。

（1）輸入采樣分析。輸入采樣環(huán)節(jié)是系統(tǒng)最為基礎也最為重要的環(huán)節(jié)，第一步，PLC對輸入接口進行全盤掃描，掃描出的數(shù)據(jù)被記錄并存儲于I/0映像存儲區(qū)內，緊接著對數(shù)據(jù)進行分析處理。這個環(huán)節(jié)內，所有數(shù)據(jù)均保持獨立性，不受外界操作的干擾。

（2）程序執(zhí)行過程分析。程序執(zhí)行過程是一個進行運算的過程，按照上下左右的既定順序掃描程序并進行運算，運算結果記錄于計算機之中。因運行是循環(huán)過程，所以在每個循環(huán)中所輸入的數(shù)據(jù)必須保持一致，避免系統(tǒng)因信息錯誤而產生問題。

（3）輸出刷新過程分析。輸出刷新過程是PLC技術的最后一個環(huán)節(jié)，這一過程主要是執(zhí)行最后的指令，根據(jù)這個指令對操作系統(tǒng)進行調整，維護機電設備。

（4）PLC的優(yōu)點。作為一種利用數(shù)字運算來達到控制目的的自動控制系統(tǒng)，PLC可以利用存儲在存儲器當中各種可以編程的操作指令，包括運算指令、控制指令等，對連接到PLC接口上的機械設備進行控制。其主要優(yōu)點如下：①抗干擾能力強，可以抵抗各種內外界因素的干擾，不易發(fā)生損壞，維護費用較低。②本身可以重新組合，系統(tǒng)在應用過程中較為靈活、方便。③編程所需的語言簡單，而且可以根據(jù)不同的需求對程序進行及時的修改。

2 PLC技術在煤礦機電控制中的有效應用

（1）PLC技術在運膠帶機中的應用。在我國科學技術不斷更新優(yōu)化的形勢之下，我國的礦山機電控制系統(tǒng)已經(jīng)趨于越發(fā)智能化，其控制裝置名為KZP系列盤式裝置，主要是由液壓站、制動裝置以及電控系統(tǒng)組成。在整個煤礦機電的控制動力系統(tǒng)之中，最為主要是依靠閘瓦與制動盤進行摩擦作用而形成力矩的，而根據(jù)液壓量來調整動力的大小。通常情況下，在還未啟動機器的時候壓力大小為0，系統(tǒng)的油壓此時達到了最大值，同時閘瓦與制動盤之間也存在一定的安全距離。而實現(xiàn)科學自動化運作的關鍵在于，處理器分析整個運作的狀態(tài)，當設備接收到指令的時候能夠自動進行油壓的處理工作。通常情況下，在機器溫度達到40攝氏度后，最大的煤礦機電制動頻率為一小時十次。PLC技術在這個一過程中的運用，主要是體現(xiàn)在電流控制傳輸機的速率，通過實時的監(jiān)測以及數(shù)據(jù)分析，技術人員對其進行提前的程序編訂，從而使得整個系統(tǒng)能夠對情況進行自我判斷，如運輸量相對較大的時候需要適度提升轉速，而運輸量較小的情況下則調低轉速以求達到能源節(jié)省的目的。整個過程是依附在電流控制的基礎之上，所以如何控制電流穩(wěn)定是整個PLC技術運行的關鍵。

（2）在牽引采煤機中的應用。牽引采煤機是煤礦資源開發(fā)利用中最重要的機電設備，是有機械、電氣、液壓等為一體的大型的復雜機電系統(tǒng)。在牽引采煤機中引入電牽引技術，不僅顯著提高了采煤機的工作動力，提升了采煤機的穩(wěn)定性能，還有效減少了采煤機發(fā)生故障的頻率。與傳統(tǒng)的液壓牽引技術相比，電牽引技術提高了采煤機的工作性能和安全性能，增強了采煤機的控制性能，實現(xiàn)了自動化控制的目的。

（3）在煤礦絞車中應用分析。PLC技術在絞車系統(tǒng)中主要是通過控制絞車的運行方向及運行速度來維護整個絞車系統(tǒng)。在運行方向上，在絞車開關開啟的情況下，記錄單位時間內觸碰開關的次數(shù)。設定固定的時間間隔，記錄在該段時間內觸碰開關的次數(shù)，得到頻率，PLC系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析輸出相應速度，控制運行速率。以5s為例，開關發(fā)生兩次變化，當一個記錄設備受另一個記錄設備控制時，絞車上部觸碰開關，產生向上的力將絞車向上推起。如果開關僅發(fā)生一次變化，絞車下部觸碰開關，產生向下的力使得絞車向下移動。此外，PLC的預警系統(tǒng)還會在設備超負荷工作時，發(fā)出預警信號，通知工作人員快速解決，避免事故的發(fā)生。

（4）在礦井提升機中的應用。礦井提升機也是煤礦生產過程中重要的運輸設備，具有控制難度較大、運行速度快和慣性質量大的特征。礦井提升機的運行環(huán)境極為復雜，對設備的正常運行影響較大。礦井提升機在工作過程常面臨交替轉換工作，常出現(xiàn)機械設備故障等問題，嚴重影響了礦井提升機的正常使用效率，降低了煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益。在礦井提升機設備中采用微電子技術、仿真模擬技術等可以有效提升礦井提升機的智能化程度和機器運行的安全性能。自動化的傳感元器件能夠增強礦井提升機的自我判斷能力和自我診斷能力，不僅簡化了提升機的制作結構，還便于機械的安裝與維護，有效提高了礦井提升機的性能[1]。

3 結語

PLC技術在礦井機電系統(tǒng)控制中的應用具有十分積極的效果，其不僅能將礦井各相互獨立的子系統(tǒng)連成一體，提升井下設備操控質量和作業(yè)效率，還能大幅優(yōu)化作業(yè)安全性，降低設備運行磨損率。礦井技術人員應進一步加強對相關技術的應用研究，從而將PLC技術更好地應用到井下生產的各個環(huán)節(jié)，進一步增強井下生產管理的統(tǒng)一性，為礦井的現(xiàn)代化建設奠定扎實根基。