PLC技術(shù)在礦山機電控制中應(yīng)用研究

摘要：目前，礦物資源的開采質(zhì)量與開采安全已經(jīng)成為評估礦山開采項目的核心。同時機電控制設(shè)備在礦山資源開采階段占據(jù)重要地位，其設(shè)備運行的安全性與可靠性更是關(guān)乎資源開采需求的基本條件。但是機電控制設(shè)備的自動化程度與機械化水平，是現(xiàn)如今礦山企業(yè)開采與管理中面臨的嚴峻問題之一。鑒于此，本文借助PLC技術(shù)在礦山機電控制中的應(yīng)用作為入手點，概述了PLC技術(shù)的應(yīng)用原理與應(yīng)用特點，介紹了基于PLC技術(shù)下的提升機控制設(shè)備與運膠帶機控制設(shè)備的優(yōu)化改進方案，并針對于PLC機電控制技術(shù)存在的注意事項展開分析。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);礦山機電;提升機;控制應(yīng)用

現(xiàn)階段，國內(nèi)外機械化水平程度的不斷提高，為礦山資源開采提供了技術(shù)支撐，同時也滿足國內(nèi)日益增長的礦物資源需求?；赑LC技術(shù)的礦山機電控制系統(tǒng)，可以替代傳統(tǒng)人工開采的作業(yè)方式，僅僅借助機械化設(shè)備即可完成一系列的礦山開采工作，科學(xué)擴展了礦山施工作業(yè)的安全性保障，進一步提高了礦山資源的開采效率與開采質(zhì)量。故此，PLC技術(shù)在礦山機電控制中可以優(yōu)化機械的自動化水平，為施工開采項目提供技術(shù)保障。

一、概述PLC技術(shù)的應(yīng)用原理與應(yīng)用特點

（一）PLC技術(shù)在礦山機電控制中的應(yīng)用原理

PLC技術(shù)作為一種基于數(shù)據(jù)運算模式與網(wǎng)絡(luò)編程控制一體化的控制機理，其組成部分主要涉及存儲器單元、主控芯片單元、輸入輸出模塊、邏輯編程器等。邏輯編程存儲器可以實現(xiàn)眾多的控制功能，如數(shù)學(xué)計算、智能化控制等，同時還能夠?qū)C電控制系統(tǒng)作出優(yōu)化，保證機電設(shè)備的運行效率。PLC技術(shù)分為固定式與結(jié)合式兩種，各部分如果出現(xiàn)故障，可以針對故障源快速更換或維修[1]。

PLC技術(shù)在礦山機電控制階段，涵蓋三個方面的基本步驟，即速度檢測環(huán)節(jié)、絞車運行狀態(tài)監(jiān)測環(huán)節(jié)、警示超速轉(zhuǎn)動環(huán)節(jié)。在速度檢測環(huán)節(jié)，以每隔半秒為一次的檢測間隔，刷新轉(zhuǎn)速并對接觸開關(guān)的次數(shù)做好記錄，將記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為分鐘制存放于寄存器單元中;在絞車運行狀態(tài)監(jiān)測環(huán)節(jié)中，使用計數(shù)器模塊對每一次的開關(guān)觸碰做好記錄，以十秒為一個循環(huán)周期，等循環(huán)結(jié)束后，計數(shù)器恢復(fù)初始狀態(tài);超速轉(zhuǎn)動環(huán)節(jié)，一旦速度超過960轉(zhuǎn)/分，控制系統(tǒng)則立即停止運行并將異常信息傳遞到控制端。

（二）PLC技術(shù)在礦山機電控制中的應(yīng)用特點

（1）應(yīng)用特點之功能多樣性

基于PLC技術(shù)的礦山機電控制系統(tǒng)，可以對全范圍的機電設(shè)備作出實時監(jiān)測機制，采集各類機電運行的數(shù)據(jù)，分析處理機電運行的異常處理，以此實現(xiàn)礦山機電設(shè)備的安全性與精準度。另外，PLC技術(shù)可應(yīng)用于礦山機電設(shè)備系統(tǒng)的位置監(jiān)測與內(nèi)部機電溫度的監(jiān)測，避免設(shè)備因溫度過高而造成運行事故，極大程度的實現(xiàn)了礦山作業(yè)的自動化程度，科學(xué)提高礦山資源開采效率[2]。

（2）應(yīng)用特點之開采低能耗

傳統(tǒng)機械設(shè)備在礦山開采作業(yè)中，存在耗能嚴重的問題。而基于PLC技術(shù)的機電控制系統(tǒng)，開啟了安全環(huán)保綠色的施工作業(yè)模式，可以優(yōu)化各個機械系統(tǒng)的能源消耗，避免其他設(shè)備的不正常運行，以此構(gòu)建綠色可持續(xù)性開采環(huán)境。故此，PLC技術(shù)在機電控制領(lǐng)域中以顯著的低能耗優(yōu)勢，為礦山企業(yè)的開采降低了資金的投入，擴大了經(jīng)濟效益。

二、分析PLC技術(shù)在礦山機電控制中的綜合應(yīng)用

（一）提升機控制設(shè)備的應(yīng)用設(shè)計

礦山開采施工作業(yè)中的提升機控制設(shè)備，將礦物資源按照設(shè)定的順序進行作業(yè)，其運行穩(wěn)定性關(guān)乎施工作業(yè)的關(guān)鍵。當應(yīng)用PLC技術(shù)電路板安置在提升機控制設(shè)備中，可以改進與優(yōu)化提升機運行的整體性能，即通過PLC設(shè)備將采集的通信信號數(shù)據(jù)經(jīng)主控單元作出執(zhí)行任務(wù)。PLC技術(shù)根據(jù)晶閘管單元，實現(xiàn)大功率的電流改造，保證運行效率的同時，降低資源能耗，并控制提升機設(shè)備完成各種運行計劃，如啟動、勻速、變速、停止等[3]。

（二）運膠帶機設(shè)備的應(yīng)用設(shè)計

運膠帶機設(shè)備作為國內(nèi)外礦山開采作用中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，其基于PLC技術(shù)設(shè)計成KZP盤式控制系統(tǒng)，保證運膠帶機設(shè)備能高度執(zhí)行自動化運輸。經(jīng)PLC技術(shù)優(yōu)化下的運膠帶機設(shè)備，需改造電源控制模塊、制動模塊、液壓站模塊。根據(jù)改造后形成的KZP盤式控制系統(tǒng)，按照傳感器獲取的數(shù)據(jù)，監(jiān)測運膠帶機設(shè)備的運行狀態(tài)，并將異常數(shù)據(jù)實時反饋到主控芯片。如果傳感器采集到系統(tǒng)的運輸速度超過設(shè)定閾值，可由主控芯片減小運膠帶機的運行速度，否則反之。

（三）井下排水系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計

為切實保證井下排水系統(tǒng)的遠程控制方式，可借助PLC技術(shù)改造井下排水系統(tǒng)，以便實現(xiàn)井下生產(chǎn)作業(yè)的穩(wěn)定性。井下排水系統(tǒng)的組成部分涵蓋高壓水泵模塊、控制閘閥模塊、排水管模塊等，基于PLC技術(shù)可以完成機電控制柜的線路安裝工作，與此同時調(diào)試井下真空引水裝置與排水管裝置。鑒于此，通過PLC技術(shù)在井下排水系統(tǒng)的加持，能夠極大程度地避免人工入井的機制，保障了施工者的生命安全，并降低了施工作業(yè)的成本?？傊?，井下排水系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計，既穩(wěn)定了井下排水能力，又構(gòu)建了井下生產(chǎn)作業(yè)的安全環(huán)境。

三、研究PLC技術(shù)在礦山機電控制中的注意事項

（一）溫度環(huán)境因素的限制與優(yōu)化對策

外界的溫度環(huán)境因素對PLC控制系統(tǒng)存在一定的限制。例如，PLC控制系統(tǒng)處于溫度高的作業(yè)環(huán)境中，將極易引起機電設(shè)備的工作異常，并降低設(shè)備的使用壽命。而處于溫度過低的環(huán)境中，會限制計數(shù)器設(shè)備的靈敏度，降低設(shè)備運行的效率。故此，溫度環(huán)境的高低與否關(guān)乎PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。經(jīng)實際研究結(jié)果顯示，夏季可以通過安裝降溫裝置，如空調(diào)設(shè)備、電風(fēng)扇設(shè)備等，降低PLC控制系統(tǒng)的溫度;冬季則可以安裝加熱器設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等，提高PLC控制系統(tǒng)的環(huán)境溫度。需注意一點PLC控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置在干燥的環(huán)境中，避免潮濕環(huán)境帶來的干擾[4]。

（二）磁場環(huán)境因素的限制與優(yōu)化對策

磁場環(huán)境與振動環(huán)境均會對PLC控制系統(tǒng)造成一定的限制。例如，PLC控制系統(tǒng)的頻率需維持在10到15赫茲的范圍之內(nèi)。與此同時，在實際的礦山機電施工作業(yè)階段，還需安置一定數(shù)量的減震膠避免因設(shè)備運行而造成的沖擊效果。為控制數(shù)據(jù)信號傳遞的精準度，需降低磁環(huán)環(huán)境的影響。

總結(jié)：綜上所述，PLC技術(shù)在礦山機電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用占據(jù)關(guān)鍵地位，其在提高礦山開采質(zhì)量與開采效率方面作出重要貢獻。PLC技術(shù)作為自動化控制領(lǐng)域的一項核心部分，在競爭激烈的礦山開采作業(yè)中發(fā)揮管理功效，保證了開采計劃與開采任務(wù)的高效率完成。故此，希望PLC技術(shù)在礦山機電控制中進一步解決技術(shù)不足，優(yōu)化與改進技術(shù)的應(yīng)用細節(jié)。

參考文獻：

[1]田玉虎.關(guān)于煤礦機電控制中PLC技術(shù)的有效應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020，No.183（13）：106-107.

[2]王建棋，李超.PLC技術(shù)在公司電氣控制中的應(yīng)用研究[J].百科論壇電子雜志，2020，000（002）：947-948.

[3]陳見臣，紀帥.在機械電氣控制裝置中PLC技術(shù)的作用及其應(yīng)用探討[J].商情，2020，000（002）：197.

[4]李璇.PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的應(yīng)用微探[J].內(nèi)燃機與配件，2020，No.309（09）：259-260.

作者簡介：

姓名：李亮（1984.10.23-），男，漢族，籍貫山東省泰安市，大學(xué)學(xué)歷，助理升中級，研究方向——礦山機電，智能化及自動化