PLC技術(shù)在礦山機(jī)電節(jié)能控制中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著我國的社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在礦山企業(yè)的運(yùn)行過程中，對于機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用變得更加廣泛，能夠?yàn)槠髽I(yè)的運(yùn)行和生產(chǎn)帶來重要的輔助作用。但是從目前的情況來看，機(jī)電技術(shù)運(yùn)用的過程中常常會出現(xiàn)能耗過度的問題，從而對生態(tài)環(huán)保造成一定的負(fù)面影響，所以在應(yīng)對PLC技術(shù)進(jìn)行積極且合理的應(yīng)用，從而達(dá)到能源節(jié)約的效果。本文首先對于什么是PLC技術(shù)進(jìn)行了簡介，同時對于該技術(shù)的優(yōu)勢和特點(diǎn)進(jìn)行了分析，從而對于礦山機(jī)電的節(jié)能控制工作中對于PLC技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討，最后對于礦山機(jī)電對PLC技術(shù)應(yīng)用過程中存在的問題和解決方法進(jìn)行研究，希望通過本文，能夠?yàn)榈V山機(jī)電中PLC技術(shù)的應(yīng)用提供一些參考和幫助。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);礦山機(jī)電;節(jié)能控制

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，對于資源也有了比以往更多的需求，在這樣的情況下，想要切實(shí)提升礦山企業(yè)的生產(chǎn)效率，并降低在這個過程中消耗的成本和能源，更多的礦山企業(yè)開始大量的應(yīng)用機(jī)電自動化技術(shù)，而在該技術(shù)當(dāng)中PLC技術(shù)是其中的主要內(nèi)容，通過使用PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)電裝置的合理控制，并提供更加智能化的操作，從而大幅度的增強(qiáng)了礦山生產(chǎn)的效率和安全，所以通過將PLC技術(shù)應(yīng)用在礦山機(jī)電技術(shù)中，能夠在提升工作效率的同時，盡可能的避免安全問題的出現(xiàn)。

1 什么是PLC技術(shù)

從目前的情況來看，我國對于PLC技術(shù)并未擁有十分明確的定義，如果按照礦山企業(yè)的生產(chǎn)特征那么可將其作為一種可以進(jìn)行編程的邏輯控制技術(shù)。PLC即為編程邏輯控制裝置，其中的結(jié)構(gòu)主要包括了電源、CPU、編程設(shè)備、輸入裝置和輸出裝置以及儲存裝置等等，這一設(shè)備的本質(zhì)是能夠進(jìn)行編程的儲存設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的編程和運(yùn)算，然后將指令傳輸給設(shè)備，以達(dá)到反饋的效果，接著將反饋內(nèi)容傳遞給機(jī)械裝置。在該技術(shù)當(dāng)中，通過運(yùn)用計(jì)時、算數(shù)以及邏輯控制等命令來實(shí)現(xiàn)對礦山中的機(jī)電裝置進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)，從而大幅度的提升了各個機(jī)電裝置的工作效率，因?yàn)樵摷夹g(shù)有著多種不同的組合方式，無需進(jìn)行過多的人工操作，所以在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中能夠最大限度的保證機(jī)電設(shè)備的安全性。近些年來我國的數(shù)控技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在不同的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中，對于PLC技術(shù)的理解也各有不同，礦山企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中需要進(jìn)行機(jī)電裝置的節(jié)能以達(dá)到節(jié)約成本的效果，在這個過程中通過運(yùn)用PLC技術(shù)來實(shí)現(xiàn)計(jì)算、運(yùn)算以及順序控制等方面的目標(biāo)，也就是說，該技術(shù)屬于先進(jìn)的控制裝置，這種技術(shù)的應(yīng)用能夠按照指令來完成終端的輸出和輸入，在機(jī)電裝置的運(yùn)行控制中，必須確保生產(chǎn)的過程具有自身的特點(diǎn)。隨著我國煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，市場中的競爭態(tài)勢愈發(fā)激烈，所以要求礦山企業(yè)能夠進(jìn)一步的提升自身的機(jī)電控制水平，這也使得機(jī)電設(shè)備的智能化發(fā)展成為了這一行業(yè)領(lǐng)域中的主導(dǎo)一方。PLC技術(shù)的出現(xiàn)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，這種新的技術(shù)已經(jīng)逐漸在礦山企業(yè)機(jī)電設(shè)備節(jié)能工序中發(fā)揮出十分重要的作用，達(dá)到了礦山企業(yè)對于機(jī)電設(shè)備節(jié)能的需求。近些年來，礦山企業(yè)對于機(jī)電自動化有了更高的要求，以往所采用的機(jī)電裝置已經(jīng)無法滿足當(dāng)前礦山企業(yè)的生產(chǎn)要求，在新的技術(shù)當(dāng)中PLC作為重要的自動化控制裝置，所采用的是模塊組織結(jié)構(gòu)，有著非常靈活的系統(tǒng)類型，且有著更強(qiáng)的抗干擾能力和可靠性，在進(jìn)行語言編程的過程中也非常的簡單和方便，非常容易進(jìn)行普及。通過采用PLC技術(shù)不但能夠提升礦山企業(yè)中的各方面工作效率，同時也能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來更多的效益，以往的控制裝置過于復(fù)雜，采用的是設(shè)備相互串聯(lián)或者并聯(lián)的方式來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制，整個操作過程非常繁瑣，但通過運(yùn)用PLC技術(shù)則能夠合理的實(shí)現(xiàn)設(shè)備的節(jié)能。

2 PLC技術(shù)的特點(diǎn)分析

（1）節(jié)能降耗。近些年來，生態(tài)環(huán)保和節(jié)能降耗已經(jīng)成為了社會當(dāng)中的一個重要的主題，在礦山企業(yè)的生產(chǎn)過程中通過運(yùn)用PLC技術(shù)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果，能夠有效的提升礦山企業(yè)的社會形象，相比于以往的控制方式，PLC技術(shù)能夠有效的降低能耗，并有著良好的持續(xù)性，所以在礦山企業(yè)的生產(chǎn)中通過運(yùn)用PLC技術(shù)能夠幫助其中的機(jī)電設(shè)備達(dá)到節(jié)能的效果，從而對礦山企業(yè)的成本進(jìn)行有效的控制。與以往的控制裝置相比，PLC技術(shù)中的電路板非常小，無需過于復(fù)雜或者龐大的線路，在實(shí)際的應(yīng)用過程中只需要連接控制端口，即可進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，從而完成機(jī)電控制的目的。

（2）穩(wěn)定可靠。一般來說在PLC電路當(dāng)中，通常采用的電路設(shè)計(jì)方式包括了急停式電路和震蕩式電路，從而有效的應(yīng)付可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，從而避免出現(xiàn)電路信號問題，這實(shí)際上是對電路的一種有效的保護(hù)，所以PLC技術(shù)應(yīng)用在礦山企業(yè)的機(jī)電技術(shù)當(dāng)中，能夠大幅度的提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，從而避免問題的出現(xiàn)，增強(qiáng)整個系統(tǒng)的工作效率。因?yàn)榈V產(chǎn)企業(yè)在日常的生產(chǎn)工作中可能會面臨著一些的危險，例如礦體結(jié)構(gòu)問題和設(shè)備失控問題等等，這些問題不但會導(dǎo)致生產(chǎn)工作無法繼續(xù)進(jìn)行，同時也可能會對工作人員造成危險。通過在礦山機(jī)電技術(shù)中引用PLC技術(shù)，能夠大幅度的增強(qiáng)設(shè)備控制的穩(wěn)定程度，因?yàn)樵谶@項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用過程中采用的是先進(jìn)工藝，所以通過急?；蛘哒鹗庪娐吩O(shè)計(jì)能夠避免受到干擾的影響，并且其中包含了機(jī)電監(jiān)控裝置能夠?qū)C(jī)電設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行有效的監(jiān)控。以往所采用的電路控制裝置需要在更新的過程中進(jìn)行相應(yīng)的檢查，這需要花費(fèi)大量的物力人力以及時間，同時也需要檢查人員面臨一定的危險隱患，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，秩序通過控制臺系統(tǒng)來進(jìn)行更新即可完成這項(xiàng)任務(wù)，從而對交接部分的情況進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到整體系統(tǒng)控制更新的效果。

（3）實(shí)用功能。在以往所采用的礦產(chǎn)機(jī)電技術(shù)當(dāng)中，會在礦井中安裝風(fēng)門，風(fēng)門的開關(guān)需要通過人工來進(jìn)行操作，這樣才能夠發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，在這個過程中，工作人員需要與風(fēng)門進(jìn)行近距離的接觸才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行操控，這需要面臨一定的危險，如果發(fā)生失誤的情況可能會對工作人員造成危害。如果使用PLC技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)這個操作過程的自動化，達(dá)到風(fēng)門控制自動化的效果。同時，相比于傳統(tǒng)的控制模式，PLC技術(shù)的功能更加的實(shí)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)電裝置數(shù)據(jù)的運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)高精度的控制工作，同時也能夠完成對設(shè)備的故障、溫濕度以及位置和運(yùn)行等方面的控制，有效減少工作人員的工作量，同時也避免了工作人員所面臨的風(fēng)險。

3 礦山機(jī)電節(jié)能控制過程中對于PLC技術(shù)的應(yīng)用

（1）膠帶機(jī)。在礦山企業(yè)的機(jī)電系統(tǒng)當(dāng)中運(yùn)用PLC技術(shù)，能夠大幅度的降低整個生產(chǎn)過程對于工作人員的依賴，并且提升了整個生產(chǎn)過程的質(zhì)量和效率，想要達(dá)到這一效果就需要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。在礦山企業(yè)的機(jī)電技術(shù)應(yīng)用過程中，通過采用KZP盤式能夠?qū)崿F(xiàn)對制動系統(tǒng)的控制，從而實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)督和控制，并且能夠在這個過程中通過數(shù)據(jù)的方式來體現(xiàn)出設(shè)備應(yīng)用情況，從而對體系進(jìn)行有效的監(jiān)控，進(jìn)而按照設(shè)定的數(shù)值來將指令發(fā)送出去。例如在數(shù)據(jù)檢測的過程中，當(dāng)這一數(shù)值要比設(shè)定的數(shù)值更高時，就會發(fā)出指令來降低電流，最終達(dá)到減速膠帶的效果。一旦發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)要比設(shè)定的數(shù)值小，那么通過運(yùn)用PLC技術(shù)就能夠增大電流，從而使得膠帶的速度增加，確保運(yùn)送裝置能夠保證穩(wěn)定的運(yùn)行。

（2）風(fēng)門。在進(jìn)行風(fēng)門的開關(guān)時，通過運(yùn)用PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這個過程的自動化，以往所采用的風(fēng)門開關(guān)方式是由工作人員來進(jìn)行操作，這個過程不但需要一定的專業(yè)水平，同時也需要面臨一定的風(fēng)險，如果工作人員在操作的過程中出現(xiàn)了問題，那么可能損壞風(fēng)門，增加礦山企業(yè)的運(yùn)行成本。通過在風(fēng)門操作過程中運(yùn)用PLC技術(shù)，能夠達(dá)到風(fēng)門的自動化控制效果，能夠進(jìn)一步的增強(qiáng)風(fēng)門控制效率，避免出現(xiàn)風(fēng)門損壞的情況。從目前的情況來看，很多礦山企業(yè)在井下風(fēng)門處都設(shè)置了自動化控制系統(tǒng)，從而為整個過程的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了重要保障。

（3）螺桿空壓機(jī)。在礦山企業(yè)的生產(chǎn)過程中運(yùn)用機(jī)電技術(shù)，以往所采用的空壓設(shè)備性能并不強(qiáng)，當(dāng)在螺桿空壓設(shè)備中應(yīng)用PLC技術(shù)之后，大幅度的提升了其所具有的實(shí)用性和可靠性，這種新型的空壓設(shè)備逐漸受到了廣泛的認(rèn)可，從而替代了原有的空壓設(shè)備。螺桿空壓設(shè)備的運(yùn)行程序包括了排氣、吸氣、運(yùn)輸、壓縮和密封等，其主要的原理是當(dāng)空壓設(shè)備中的螺桿運(yùn)行時，其中的齒溝會進(jìn)行嚙合，這時機(jī)油和空氣會進(jìn)入到空壓設(shè)備當(dāng)中。當(dāng)嚙合面進(jìn)行轉(zhuǎn)動時，空壓設(shè)備會將進(jìn)入到其中的機(jī)油和空氣通過密封和運(yùn)輸?shù)姆绞絹韨鬏數(shù)脚艢饪谥?，因?yàn)閲Ш厦鏁饾u的減小，且機(jī)油受到了壓縮，從而將其排出到空壓設(shè)備外部。為了能夠?qū)@個過程進(jìn)行有效的控制，需要控制螺桿的運(yùn)行速度，通過在其中安裝變頻裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對排氣的控制，當(dāng)排氣量過高則會通過變頻裝置控制螺桿運(yùn)行速度，從而降低排氣量，以達(dá)到穩(wěn)定排氣壓力的效果。

（4）系統(tǒng)改造。在礦山企業(yè)進(jìn)行井下作業(yè)的過程中，會應(yīng)用到多種類型的機(jī)電裝置，通過在這個過程中運(yùn)用PLC技術(shù)，能夠大幅度的提升這些機(jī)電裝置的運(yùn)行效率以及可靠性，以往的控制模式耗能過高，隨著近些年來PLC技術(shù)的逐步發(fā)展，在礦山企業(yè)中能夠進(jìn)行編程的控制裝置和變頻裝置得到了更加廣泛的應(yīng)用。在對其進(jìn)行改造時，需要對操作平臺進(jìn)行拆卸，然后將新的安裝到其中。同時，要進(jìn)行轉(zhuǎn)換裝置的安裝，確保以往的系統(tǒng)即便在改造的過程中仍然能夠保持穩(wěn)定的運(yùn)行。另外，為了能夠確保礦山企業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定，要在改造前做好系統(tǒng)的調(diào)試過程，這需要由專門的工作人員來負(fù)責(zé)調(diào)試和安裝。

4 礦山機(jī)電應(yīng)用PLC技術(shù)時存在的問題和應(yīng)對措施

（1）存在問題。當(dāng)前我國社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度飛快，且對資源也有了非常大的需求，大部分企業(yè)都正處于開采的過程中，為了減少成本通常生產(chǎn)企業(yè)會采用控制電路的方式，但這種方式在生產(chǎn)中會消耗掉大量的能源，雖然這些年對于PLC技術(shù)應(yīng)用的逐步廣泛，但因?yàn)榘l(fā)展的時間較晚，且積累的經(jīng)驗(yàn)不足，再加上相關(guān)的設(shè)備十分昂貴，所以對于PLC技術(shù)的應(yīng)用水平仍然比發(fā)達(dá)國家有著不小的差距。因?yàn)橹圃旃に嚧嬖诘牟罹?，我國?dāng)前所研發(fā)的PLC技術(shù)仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品，所以一般在礦山企業(yè)中所應(yīng)用的PLC技術(shù)都是引進(jìn)自國外，小型的企業(yè)仍然在采用傳統(tǒng)的控制裝置，一旦PLC技術(shù)出現(xiàn)了問題或者故障，那么很難對其進(jìn)行維修，只能進(jìn)行更換。

（2）應(yīng)對措施?？萍际俏覈顬橹匾纳a(chǎn)力，所以需要企業(yè)、政府和高校這三個方面做好聯(lián)合工作，由政府方面帶來政策上的引導(dǎo)，由企業(yè)方面提供必要的資金，而高校方面則主要負(fù)責(zé)對PLC技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，并將研發(fā)的成果分享給更多高校中的電氣控制專業(yè)，實(shí)現(xiàn)對我國PLC技術(shù)理論的有效完善。通過對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究和應(yīng)用，能夠?qū)⑺@得的知識應(yīng)用到模擬機(jī)電裝置當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)的自主開發(fā)，這對于生產(chǎn)方是非常大的激勵，非常有利于提升我國的PLC 技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量。除此之外，相關(guān)單位也要對中小型企業(yè)進(jìn)行必要的幫助，協(xié)助他們完成對PLC技術(shù)產(chǎn)品的安裝，從而達(dá)到節(jié)約資源的目的，同時也提升了這些企業(yè)的工作質(zhì)量和效率，防止安全問題的發(fā)生。

5 結(jié)束語

隨著近些年來我國的科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在各個領(lǐng)域中都對自動化技術(shù)進(jìn)行了普及應(yīng)用，該技術(shù)有著便捷、簡單和穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)勢，能夠應(yīng)用在復(fù)雜的環(huán)境當(dāng)中，所以將其應(yīng)用在礦產(chǎn)資源生產(chǎn)中，能夠提升資源的開采效率，從而推動該行業(yè)的良好發(fā)展。

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作者簡介：張樹軍（1984-），男，遼寧凌源人，本科，助理工程師，研究方向：礦山機(jī)電與環(huán)境治理。