探究煤礦機(jī)電設(shè)備控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

牛進(jìn) 張偉 尹燕彬

山東省新泰市新汶辦事處良莊礦業(yè)公司 山東新泰 271219

傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備控制難度大，具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定性和不安全性。PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)突出，PLC技術(shù)采用的是數(shù)字模擬技術(shù)，數(shù)字運(yùn)算系統(tǒng)下PLC技術(shù)的邏輯性和自動(dòng)化功能相當(dāng)突出，PLC技術(shù)能夠保證對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行有效的控制，提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)也保證了采煤業(yè)務(wù)進(jìn)行的安全性和穩(wěn)定性，提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 PLC技術(shù)分析

PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在四大方面，具體為：操作更加簡(jiǎn)便、性價(jià)比高、完備的硬件配置、更高的安全性。（1）操作更加簡(jiǎn)便。盡管PLC技術(shù)在研發(fā)環(huán)節(jié)難度大，遇到了諸多難題，但是基于PLC技術(shù)的煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)的操作起來相當(dāng)簡(jiǎn)單，專業(yè)水平不高的工作人員也能明白系統(tǒng)操作原理[1]。在PLC技術(shù)控制系統(tǒng)調(diào)試環(huán)節(jié)中也不需要改變其硬件設(shè)備。對(duì)工作人員的要求不高就在一定程度上降低了企業(yè)的人才和管理成本，甚至當(dāng)煤礦機(jī)電設(shè)備控制過程中發(fā)生異常情況，也能夠通過PLC技術(shù)調(diào)整相關(guān)的操作程序，及時(shí)解決異常情況，促使煤礦機(jī)電設(shè)備正常工作。（2）性價(jià)比高。與傳統(tǒng)的繼電器相比，PLC技術(shù)的控制系統(tǒng)價(jià)格將為昂貴，但是PLC技術(shù)控制系統(tǒng)集成度高，只需外接系統(tǒng)進(jìn)行連接便能夠?qū)崿F(xiàn)其功能的充分發(fā)揮。這不僅僅幫助企業(yè)節(jié)約了外界輔助設(shè)備的購(gòu)入費(fèi)用，更是讓煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)擁有了更加全面的功能，更加簡(jiǎn)便的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備成本的降低和系統(tǒng)靈敏性和穩(wěn)定性的提升之間的平衡，PLC技術(shù)的應(yīng)用具有更佳的性能和更節(jié)約的生產(chǎn)成本。（3）完備的硬件配置。與傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)相比，PLC技術(shù)控制系統(tǒng)擁有更加完備的硬件配置，更加全面的系統(tǒng)，在PLC技術(shù)控制系統(tǒng)中，能夠根據(jù)工作的實(shí)際要求對(duì)硬件配置進(jìn)行搭配和更新，根據(jù)煤礦企業(yè)生產(chǎn)需要來對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)性化組裝。（4）更高的安全性。傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備的系統(tǒng)基礎(chǔ)是繼電器系統(tǒng)，繼電器系統(tǒng)長(zhǎng)期浸淫在有大量粉塵、碳粉的礦井中，粉塵和碳粉的堆積隱患巨大，會(huì)造成繼電器的短路，產(chǎn)生巨大的安全隱患和生產(chǎn)事故。PLC技術(shù)具有高穩(wěn)定性和安全性，在煤礦下面惡劣的環(huán)境中能夠憑借其自身的高集成化避免粉塵和碳粉帶來的短路問題。PLC技術(shù)通過硬件和軟件的結(jié)合控制，提高了配套系統(tǒng)的完整性，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。

2 礦井機(jī)電系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用概述

PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電系統(tǒng)中的使用具有多樣性，多數(shù)情況下借由梯形圖法對(duì)程序進(jìn)行控制，因此對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用屬于一個(gè)邏輯計(jì)算與執(zhí)行的循環(huán)過程，不僅操作程序簡(jiǎn)潔，維護(hù)難度小，而且能在不同子系統(tǒng)之間開展自由切換[2]。通過這一技術(shù)，工作人員能實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而開展針對(duì)性調(diào)控。一旦發(fā)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行溫度過高、絞車運(yùn)行失速等情況，監(jiān)控系統(tǒng)便會(huì)立即發(fā)出預(yù)警并顯示位置，便于工作人員及時(shí)排除故障，同時(shí)也為后期相似故障的排除提供數(shù)據(jù)支撐。將PLC技術(shù)應(yīng)用到礦井機(jī)電系統(tǒng)的控制中，必須確保其能與原系統(tǒng)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，必要時(shí)還可將各機(jī)電設(shè)備同主控器相連，對(duì)設(shè)備運(yùn)行初始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分類和存儲(chǔ)。此外，鑒于機(jī)電系統(tǒng)控制為梯形圖控制，還需要針對(duì)礦井進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。

3 PLC技術(shù)在礦井不同設(shè)備機(jī)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 PLC控制器的安裝需要輔助以較多的報(bào)警功能

與PLC技術(shù)應(yīng)用于其他行業(yè)有所不同，煤礦開采的安全性能一直排在其他要求的首位。眾所周知，我國(guó)的煤礦坍塌事件時(shí)有發(fā)生，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失與社會(huì)損失巨大。因此，自動(dòng)化生產(chǎn)過程必須輔助以完善的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)督開采工作的環(huán)境安全。

3.2 PLC控制器的應(yīng)用需配以專業(yè)的軟件工程師調(diào)試

在實(shí)際煤礦開采過程中會(huì)出現(xiàn)眾多突發(fā)情況與實(shí)際需求，這些都是在每天的實(shí)際操作中不斷變化的。完全固定的系統(tǒng)功能根本難以適應(yīng)目前的應(yīng)用要求。因此，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工作需要通過PLC控制器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)某個(gè)特殊功能時(shí)，軟件工程師應(yīng)及時(shí)在計(jì)算機(jī)端通過梯形圖編程實(shí)現(xiàn)，確認(rèn)無誤后燒寫至PLC的存儲(chǔ)單元，并在系統(tǒng)測(cè)試無誤后添加到目前的機(jī)電設(shè)備之中。

3.3 在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

只有保證機(jī)電控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，才能提高煤礦開采的工作效率。將PLC技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中，利用梯形圖的模式來簡(jiǎn)化操作方式，能夠在有效保證計(jì)算空間的基礎(chǔ)上促進(jìn)計(jì)算速度的提升和工作效率的提高[3]。此外，將PLC技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中還能夠保證采樣頻率處于一種合理的范圍，為機(jī)電控制系統(tǒng)處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，如：利用PLC技術(shù)來對(duì)煤礦開采中的絞車關(guān)閘進(jìn)行控制，統(tǒng)計(jì)其開關(guān)次數(shù)，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果反饋給相關(guān)技術(shù)人員，確定絞車的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，并根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)速度來對(duì)絞車的合理運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行確定，以便設(shè)置相關(guān)指標(biāo)，在后續(xù)的實(shí)際煤礦開采工作中控制系統(tǒng)能夠?qū)Τ龊侠磉\(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行報(bào)警，提示技術(shù)人員及時(shí)處理，減少安全隱患。

4 結(jié)語(yǔ)

基于上述分析可知，PLC技術(shù)在礦井機(jī)電系統(tǒng)控制中的應(yīng)用具有十分積極的效果，其不僅能將礦井各相互獨(dú)立的子系統(tǒng)連成一體，提升井下設(shè)備操控質(zhì)量和作業(yè)效率，還能大幅優(yōu)化作業(yè)安全性，降低設(shè)備運(yùn)行磨損率。礦井技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用研究，從而將PLC技術(shù)更好地應(yīng)用到井下生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步增強(qiáng)井下生產(chǎn)管理的統(tǒng)一性，為礦井的現(xiàn)代化建設(shè)奠定扎實(shí)根基。傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電系統(tǒng)的控制基礎(chǔ)一般為繼電器，線路繁瑣而復(fù)雜，后期的改動(dòng)范圍小，抗干擾能力弱，需要大量的空間和能量來給予支持。PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用具有較高的靈活性和抗干擾能力，能夠保證機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行，提高煤炭開采的效率。