論PLC技術(shù)在礦山機電控制中的應(yīng)用

張穎異

摘要：隨著自動化和信息技術(shù)的不斷研究和推廣應(yīng)用，在礦山生產(chǎn)中，各種使用到的機器設(shè)備，應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠加強礦山機電的自動化控制，既節(jié)省了人力資源，也以精準化、自動化、全面數(shù)據(jù)檢測和收集等優(yōu)勢，逐漸在機電設(shè)備改進、升級中有了廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);礦山;礦山老舊提升機;運膠帶機;風(fēng)門

礦山作為充盈著物質(zhì)和能源礦石的自然地域，隨著人們對于科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和提升，礦山事業(yè)也在礦山機電的自動化發(fā)展中逐漸向著更安全、更高效的生產(chǎn)方向發(fā)展。其中，PLC是重要的機電設(shè)備自動化控制器，加強了系統(tǒng)組合的靈便和安全性，在礦山機電的控制中具有重要的作用。

一、PLC技術(shù)的概述

據(jù)國際電工研究，PLC技術(shù)是一種利用數(shù)字運算來操作的電子系統(tǒng)，其核心是利用存儲器所存儲的數(shù)據(jù)，再加上可編程控制器對收集、輸入數(shù)據(jù)的計算加工，以數(shù)字模擬式的信息數(shù)據(jù)輸入和輸出，從而精密控制生產(chǎn)過程中各類型的機械或生產(chǎn)目標。PLC技術(shù)的優(yōu)點是可靠性好、靈活性高等，在系統(tǒng)組合中利用PLC技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)在線程序修改、編程語言等操作，因此在控制礦山的機電運行中具有重要的重要。可以根據(jù)PLC技術(shù)的結(jié)構(gòu)功能特征，將其配置結(jié)構(gòu)劃分為：底板、內(nèi)存、組合式機架、電源模塊、I/O模塊、CPU模塊等[1]。

二、在礦山機電控制中，PLC技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）用以改造礦山老舊提升機

將PLC技術(shù)用以改造礦山老舊提升機能夠很大程度上的提升其運行效率，其主要是在大功率的控制器、晶閘管和變流器的裝置作用下，讓礦山開采的老舊提升機在原繼電器的控制上被改造，獲得更好的利用效果。主要操作程序如下：

首先，轉(zhuǎn)變工作臺。將老舊提升機的直流主電機、部分構(gòu)件機械等保留下來，讓提升機能夠在老系統(tǒng)的基礎(chǔ)上持續(xù)運行，再將原有操作臺轉(zhuǎn)變?yōu)樾虏僮髋_，對電樞回路做重新調(diào)整，添加轉(zhuǎn)換刀閘從而讓新、老系統(tǒng)能夠以工作方式轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換的方式共同維持運行;加設(shè)多路航空插頭切換系統(tǒng)運行，從而更好的控制提升機的制動系統(tǒng)的運行[2]。這樣的調(diào)試方式一方面保障了新系統(tǒng)尚未真正投入應(yīng)用的調(diào)試時，老系統(tǒng)能夠負擔設(shè)備工作，而且老系統(tǒng)永久保留的方式，也能夠起到新系統(tǒng)的備用作用。接著，在老舊提升機的改造安裝過程中，應(yīng)當保障技術(shù)人員的標準化安裝能力及參與后續(xù)設(shè)備維護的全過程參與，能夠加強設(shè)備改造質(zhì)量。在應(yīng)用PLC技術(shù)的安裝全程，需要以電控、現(xiàn)場監(jiān)督等密切監(jiān)測方式，對井筒位置的開關(guān)、安裝進程和機械潤滑制動系統(tǒng)情況等做好詳細了解，這樣既保障了改進質(zhì)量，也有利于以科學(xué)有效的改進方法減少新系統(tǒng)的調(diào)試時間;對于傳感器的監(jiān)測和校準，可以利用實時送電測試，確保測量的每個參數(shù)能夠與提升系統(tǒng)運行實際對應(yīng);對老系統(tǒng)的檢驗和提升主要是為了保障老系統(tǒng)能夠在需要時盡快無誤切換，因此主要是對每個構(gòu)成部分的持續(xù)運行過程檢驗。對于提升機所涉的老系統(tǒng)、控制器系統(tǒng)等的裝卸載系統(tǒng)做在線調(diào)試檢驗時，應(yīng)當盡可能以一次性、快捷準確調(diào)試的方式來有效控制工作量。對于閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性檢驗主要是確定其動態(tài)響應(yīng)時的各參數(shù)狀況，從而更進一步的實現(xiàn)全系統(tǒng)的空載和重載測試。最后，在以上的所有提升、改進和檢驗測試都達標后，一般將礦井機電設(shè)備全部停產(chǎn)兩天做全系統(tǒng)空載，確保合格后即可裝載重物正式運行，以PLC技術(shù)對礦山老舊提升機實現(xiàn)全面改造，提升了其在全載重物方面的自動化方式和能力[3]。

（二）用以改造下運膠帶機

利用機電液一體化的KZP系列盤式機電控制，是礦山開發(fā)和利用的常見機械，而其利用PLC技術(shù)可控自動化制動裝置，加強了設(shè)備的實效性作用。KZP系列盤式主要由液壓站、制動裝置和電控系統(tǒng)三部分組成。其制動裝置的原理是通過閘瓦同制動盤間的摩擦制動力矩，加上來自液壓站的壓力調(diào)節(jié)，改變了運膠帶機的制動力。這系列的可控裝置主要是在電動機上的速度傳感器在運行時感知膠帶上的多樣化數(shù)據(jù)信息，顯示在顯示器上。應(yīng)用PLC技術(shù)改造下運膠帶機，一方面能夠幫助運膠帶機監(jiān)測和收集到更多數(shù)據(jù)，另一方面能夠以自處理的方式進行數(shù)據(jù)和處理和運行方式改造，具有實效性。

例如在設(shè)備正常運行、正壓力為0的一般情況下，其油壓最大，制動閘松開，而閘瓦和制動盤間間隔大概為1.3mm;若設(shè)備需要盡快制動，則由傳感器收集數(shù)據(jù)，計算、數(shù)據(jù)處理器分析工況，由電液控制系統(tǒng)自主做出控制指令，通過油壓的自動降低來控制設(shè)備制動。一般將設(shè)備自動化程序設(shè)定為，若環(huán)境溫度到達40℃，則盤式裝置每小時制動10次，保障盤面溫度低于150℃，而其雙回路完全對稱設(shè)計的液壓控制系統(tǒng)，保障了其發(fā)揮軟制動作用的效果。從以上可以看出，應(yīng)用PLC技術(shù)改造的KZP系列盤式在所監(jiān)測到的設(shè)備實際運行數(shù)據(jù)高于正常運行的設(shè)定值時，一般會由可編程控制器來自動的降低供電電流，控制油壓，從而降低膠帶運行的速度;若監(jiān)測實際運行數(shù)據(jù)低于設(shè)定值，則也能夠自動的擴大供電電流，打開閘瓦，以預(yù)先設(shè)計的標準化動態(tài)可控的運行機制，保障運膠帶機的正常運行。

（三）用以實現(xiàn)井下風(fēng)門的自動啟閉

礦山的礦井開采中，井下風(fēng)門能夠?qū)﹂_采效率和工作難度起到很重要的影響，而其工作環(huán)境的負壓大、風(fēng)門管理難度高等特點，也讓風(fēng)門常常難以得到及時有效的管理，并且非常容易損壞。應(yīng)用PLC技術(shù)來實現(xiàn)井下風(fēng)門的自動啟閉，就是利用紅外線傳感器精確監(jiān)測設(shè)備運行的實際情況，在預(yù)先編寫的自動化程序控制器作用下，讓井下風(fēng)門能夠根據(jù)工程開展實況需要自動啟閉。這樣既降低了人工成本耗費，也保障了工程區(qū)域內(nèi)車輛、行人的進出安全性。

由于風(fēng)門的面積較大，加上其兩側(cè)在開閉過程中產(chǎn)生的氣流的作用下，所形成的氣壓差，一般啟動風(fēng)門的檢測重量為40kg物體的運行，正常流動和風(fēng)門開啟后，壓力會使得檢測重量降低5kg左右，使得難以繼續(xù)開啟。對此，為規(guī)避風(fēng)門只能部分開啟的狀況，應(yīng)用氣缸傳送帶提供風(fēng)門開閉驅(qū)動力，借助氣缸小氣窗降低氣壓變化導(dǎo)致的風(fēng)門壓力變化，結(jié)合電力的能量驅(qū)動作用，共同保障了風(fēng)門的正常開啟和關(guān)閉。

綜上所述，本文以PLC技術(shù)這項自動化的電氣設(shè)備控制技術(shù)為中心，主要分析了PLC技術(shù)的基本原理、構(gòu)成和作用，并從多個層面闡述了該項技術(shù)在礦山的老舊提升機、運膠帶機和風(fēng)門等機電設(shè)備的自動化改進和升級中的應(yīng)用，從中可以看出這種技術(shù)的應(yīng)用重要性和作用。

參考文獻：

[1]PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用分析[J]. 李海月.? 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019（35）.

[2]PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的運用分析[J]. 郭嬋.? 科學(xué)咨詢（科技·管理）. 2019（12）.

[3]PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制系統(tǒng)中的運用[J]. 胡福麗.? 當代化工研究. 2019（17）.

（作者單位：寶泰隆新材料股份有限公司）