PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用研究

郭子揚(yáng)

摘要：本文在全面了解PLC技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，分析了礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并對PLC技術(shù)在煤礦機(jī)控制中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);礦山機(jī)電;技術(shù)原理

一、PLC技術(shù)原理

PLC技術(shù)在本質(zhì)上是一種帶有編程功能的邏輯控制存儲器，該技術(shù)可以根據(jù)用戶輸入的指令通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和機(jī)械定時，實(shí)現(xiàn)對各種型號機(jī)電設(shè)備的實(shí)時控制。PLC通常由存儲器、CPU，I/O、編程器、控制電源這幾部分組成。其中，中央處理器CPU是PLC最核心的部件，PLC控制技術(shù)功能主要由CP互集成電路板來完成實(shí)現(xiàn)，對PLC控制運(yùn)行起到關(guān)鍵作用。CPU主要由儲存器、運(yùn)算器兩部分構(gòu)成，CPI通過解讀用戶輸入的命令，逐條執(zhí)行各個不同的指令，并生成各種控制信號，以便快速完成用戶發(fā)出的各種指令，在執(zhí)行用戶指令過程中，CPI同時會自動讀取、分析、處理傳入機(jī)電設(shè)備的各種數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、存儲。另外，CPU還具有控制輸出狀態(tài)的功能，實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的有效控制。

二、礦山機(jī)電控制中PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（一）可靠性高

對礦山資源進(jìn)行開采的過程中，由于礦山有著與其他資源開采不同的特殊性，礦山開采的危險(xiǎn)系數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它工種的工作，因此就需要使用機(jī)電設(shè)備，然而礦山的主體結(jié)構(gòu)是有很大的未知性的，機(jī)電設(shè)備萬一出現(xiàn)了失控的問題，產(chǎn)生了重大的機(jī)械故障，那就很容易對礦山開采產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，對在礦山工作的工作人員也會造成很大的威脅，所以礦山的機(jī)電設(shè)備需要有良好的可靠性。而使用PLC技術(shù)就可以很好的保障機(jī)電設(shè)備的安全性。PLC的制作工藝非常嚴(yán)格，同時PLC的內(nèi)部電路可以有效的抵抗各種干擾，這是相對于其他技術(shù)所獨(dú)有的可靠性特點(diǎn)，PLC發(fā)生故障的概率也是同類型產(chǎn)品最低的，使用PLC技術(shù)可以有效的監(jiān)視機(jī)電設(shè)備，維護(hù)機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行。

（二）實(shí)用功能多

PLC擁有著許多的實(shí)用功能，隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用技術(shù)也在不斷的更新?lián)Q代，使用PLC可以有效的對機(jī)電設(shè)備展開監(jiān)控，而且擁有運(yùn)算各類數(shù)據(jù)的能力，可以精確的對礦山機(jī)電進(jìn)行控制，對各種機(jī)電設(shè)備可以進(jìn)行有效的故障檢測、溫度調(diào)控、位置監(jiān)管等，因此在礦山機(jī)電控制中使用PLC技術(shù)，可以增強(qiáng)機(jī)電控制的速度，極大減少礦山工作人員的負(fù)擔(dān)。

（三）節(jié)能效果好

現(xiàn)在社會的一大熱點(diǎn)問題就是環(huán)保，全國的大小企業(yè)都踴躍支持國家關(guān)于節(jié)約資源的號召，施行可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)方式。而PLC相比于使用繼電器的方式耗能很低，礦山企業(yè)應(yīng)用PLC技術(shù)正是響應(yīng)了可持續(xù)發(fā)展的理念。煤礦生產(chǎn)開采往往涉及復(fù)雜的技術(shù)性，且生產(chǎn)作業(yè)量巨大，在煤礦開采作業(yè)過程中，機(jī)械機(jī)電設(shè)備的能耗較高，嚴(yán)重阻礙煤礦開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，不利于煤礦開采形成安全環(huán)保綠色生產(chǎn)模式。在綠色環(huán)保成為社會發(fā)展主旋律的今天，煤礦生產(chǎn)開采行業(yè)需要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤礦低能耗開采作業(yè)，PLC技術(shù)以其優(yōu)異的低能耗性在確保礦山開采行業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面起到重要促進(jìn)作用，使煤礦生產(chǎn)開采的高能耗得到有效控制。

三、PLC技術(shù)在煤礦機(jī)控制中的應(yīng)用要點(diǎn)

PLC系統(tǒng)本身非常靈活，編程語言比較簡單，整個編程過程非常簡單易操作，并且在實(shí)際操作中應(yīng)用靈活，能夠方式干擾，信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性比較高。PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)的通信功能和順序控制以及定時通信的技術(shù)，能夠幫助電氣設(shè)備安全可靠的運(yùn)行。

（一）改造運(yùn)膠帶機(jī)設(shè)備的應(yīng)用

運(yùn)膠帶機(jī)的設(shè)備改造中，經(jīng)常用的四PLC裝置變成KZP可控裝置。KZP可控裝置是用電動機(jī)輸出軸和輸送帶上的安裝速度傳感，然后收集膠帶運(yùn)行中的數(shù)據(jù)收集，在裝置中顯示出來，如果速度傳感器的裝置檢測數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)范圍，那么PLC裝置就可以自動減速，保證系統(tǒng)處于穩(wěn)定安全的狀態(tài)，降低膠帶機(jī)設(shè)備的怠速。但是如果檢測的數(shù)據(jù)比預(yù)先設(shè)定的值要少，就應(yīng)該反向調(diào)節(jié)，使膠帶機(jī)設(shè)備的帶速增加。

（二）井下風(fēng)門自動關(guān)閉改造功能的應(yīng)用

礦井生產(chǎn)過程中，人工控制井下的風(fēng)門開關(guān)，但是井下的風(fēng)門承受壓力較大，因此風(fēng)門在開關(guān)過程中壓力較大，操作難度系數(shù)高。用PLC技術(shù)能夠明顯的改變這個難題，加上紅外線的感應(yīng)，能夠?qū)M(jìn)出車輛進(jìn)行檢測，不需要人工就能完成風(fēng)門的啟動和關(guān)閉。如果有車通過，風(fēng)門就可以做到自動打開，車輛進(jìn)入風(fēng)門之后會自動關(guān)閉，從而降低生產(chǎn)成本，保證提高工作效率。風(fēng)門開啟的過程中，有一定的流程。

（三）改造提升機(jī)設(shè)備的應(yīng)用

用PLC技術(shù)對提升機(jī)進(jìn)行改造的原理就是用大功率的控制設(shè)備進(jìn)行電流改造，PLC作為主控系統(tǒng)確定了系統(tǒng)的工作方式，主要任務(wù)是發(fā)布控制命令，完成提升機(jī)的啟動、加速和減速以及爬坡等過程，通過對提升機(jī)的設(shè)備改造，提升機(jī)設(shè)備的運(yùn)行效果得到了改善。

改造過程可分三步：第一，先進(jìn)行操作臺改造，把老式的提升機(jī)平臺轉(zhuǎn)到一邊，安裝新操作臺。改造處理的時候仍然要用之前的系統(tǒng)在舊操作臺進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。第二，把轉(zhuǎn)換裝置裝在回路上，保證新系統(tǒng)和舊系統(tǒng)之間能夠靈活轉(zhuǎn)換，安裝新系統(tǒng)的時候還要保證舊系統(tǒng)能夠適用。第三，安裝中，工作人員需要有專業(yè)能力和豐富的經(jīng)驗(yàn)，需要負(fù)責(zé)設(shè)備后期的現(xiàn)場維護(hù)。

（四）PLC技術(shù)在設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

通過輸入輸出模擬信號，PLC技術(shù)能夠及時診斷設(shè)備故障。首先是模擬信號的導(dǎo)入過程，隨后系統(tǒng)檢測模擬信號并與內(nèi)存中的數(shù)據(jù)參考值進(jìn)行比對，如果模擬信號與內(nèi)存信號相似，則認(rèn)為系統(tǒng)運(yùn)行正常，如果出現(xiàn)較大差異，則認(rèn)為系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)了故障;PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對開關(guān)量信號的故障分析，一個完整的PLC電路，能夠檢測到開關(guān)信號是否存在，如果實(shí)際中存在的狀態(tài)值與已有的輸入狀態(tài)值相符合，則說明機(jī)電設(shè)備運(yùn)行正常，如果兩者存在較大差異，那么該機(jī)電設(shè)備可能發(fā)生了故障，這種即時的判斷方法能夠通過各節(jié)點(diǎn)來分別檢測，能夠使設(shè)備維護(hù)人員及時發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確定位發(fā)生故障的設(shè)備;PLC技術(shù)在中斷方式故障的診斷中也發(fā)揮著作用，如果一個系統(tǒng)發(fā)生了故障，通過輸入在中斷源上的PLC就能夠及時檢測到故障信號，然后機(jī)電系統(tǒng)會根據(jù)故障信號做出反應(yīng)，及時中斷系統(tǒng)的工作與運(yùn)行。

將PLC技術(shù)運(yùn)用到設(shè)備故障的診斷中時，故障信號并不是直接輸入計(jì)算機(jī)的內(nèi)部系統(tǒng)，而是通過將故障信號轉(zhuǎn)變成另一種信號進(jìn)行輸入，然后通過PLC技術(shù)對轉(zhuǎn)變后的信號進(jìn)行編輯，因此在整個故障診斷過程中，故障信號的采集是最基礎(chǔ)最關(guān)鍵的工作，信號采集過程中如果出現(xiàn)了問題，那么故障的診斷也不會準(zhǔn)確。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤炭用量不斷加大，因此采煤作業(yè)的規(guī)模也在逐步提高，為了適應(yīng)新時代經(jīng)濟(jì)形勢下的煤炭需求與安全要求，PLC技術(shù)也被逐漸應(yīng)用到采煤作業(yè)當(dāng)中去，應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠有效增強(qiáng)煤礦作業(yè)的自動化程度，保障井下人員安全，因此在煤司企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆志敏.PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2017，32（12）：127-128，138.