淺析煤礦機電控制中PLC技術(shù)的有效應(yīng)用

李寶旭

（膠州市職業(yè)教育中心學校，山東 青島 266300）

0 引言

在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，有序穩(wěn)定地運行機電系統(tǒng)是保障生產(chǎn)效率、質(zhì)量的基礎(chǔ)與關(guān)鍵要素，連貫的操作環(huán)節(jié)、順暢的技術(shù)應(yīng)用以及先進的生產(chǎn)工藝，是推動煤礦生產(chǎn)高效發(fā)展的基石。在機電控制中逐步引入PLC技術(shù)是一種創(chuàng)新性的發(fā)展思路，其一方面拓寬了煤礦機電控制的發(fā)展領(lǐng)域，另一方面體現(xiàn)出強大的技術(shù)優(yōu)勢，為解放生產(chǎn)提供了有利契機。

1 PLC 技術(shù)概述

從狹義的角度上來看，PLC技術(shù)帶有可執(zhí)行編程，屬于一種控制器，通常情況下，將PLC技術(shù)運用到實際的生產(chǎn)管理工作中，能夠執(zhí)行復雜的邏輯運算任務(wù)、精準控制生產(chǎn)流程以及完成定時操作等，借助于輸入與輸出數(shù)字信息的功能模塊，達到及時監(jiān)控各個工業(yè)生產(chǎn)工序的目的。在PLC自控系統(tǒng)中，梯形圖是程序編輯模式的主要特征，簡易的操作方法為工作人員提供較大便利，且與其他同類型的技術(shù)相比，其控制方式的便捷度更高。在煤礦機電控制領(lǐng)域中推廣應(yīng)用PLC技術(shù)，不僅有助于生產(chǎn)作業(yè)管理效益的大幅提升，還能夠滿足我國工業(yè)生產(chǎn)機電控制對相關(guān)技術(shù)的要求標準[1]。

2 PLC 技術(shù)在機電控制中的應(yīng)用機理

在煤礦機電控制系統(tǒng)中，要充分發(fā)揮PLC技術(shù)的控制作用，主要依托于兩種途徑，一是收集有效信息，二是管理有效信息。依照煤礦控制系統(tǒng)的運行特點，可以將融合運用PLC技術(shù)的具體過程、運作機理從三方面予以劃分：

（1）執(zhí)行PLC技術(shù)前，信息輸入的準備工作。向煤礦機電控制系統(tǒng)內(nèi)輸入有效信息，其應(yīng)用PLC技術(shù)實現(xiàn)信息采集的主要途徑，也是確保充分發(fā)揮PLC技術(shù)性能的基本條件。借助于高效的掃描形式，應(yīng)用PLC技術(shù)可以順利完成有效信息的采集。與此同時，還要向機電控制系統(tǒng)的內(nèi)部傳輸相關(guān)信息，以便后期執(zhí)行一系列的控制指令時，能夠?qū)ζ浼右杂行д{(diào)用。

（2）對接煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)與PLC技術(shù)。在之前的作業(yè)環(huán)節(jié)中，機電控制系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)被輸入了許多有關(guān)于生產(chǎn)管理的有效信息，因而依托于既定模式，在邏輯信息得以被掃描、獲取后，可以應(yīng)用PLC技術(shù)進行處理，轉(zhuǎn)化相關(guān)的指令信息，確保易于操作管理人員準確理解，控制活動得以被有效執(zhí)行，且有效信息也可以處于待輸入狀態(tài)中。

（3）結(jié)果的輸出。這是應(yīng)用PLC技術(shù)的最終環(huán)節(jié)，進過上一階段的機電控制處理后，優(yōu)化處理的結(jié)果可以通過PLC技術(shù)呈現(xiàn)出來，進而為煤礦機電設(shè)施的控制與管理提供便利。至此，便完成了PLC技術(shù)在整個煤礦機電控制中的所有運作過程[2]。

3 PLC技術(shù)在煤礦機電控制中有效應(yīng)用的實踐策略

3.1 預案準備

絞車設(shè)備是煤礦機電系統(tǒng)中的組成部分之一，要想利用PLC技術(shù)對這一設(shè)備進行精準把控，應(yīng)首先對其運轉(zhuǎn)速度等一系列的機電運轉(zhuǎn)系數(shù)予以確定，與此同時，當絞車處于超速工作狀態(tài)下時，控制系統(tǒng)還應(yīng)及時發(fā)出警報。在絞車設(shè)備的運行速率的檢測方面，技術(shù)方法是較為簡單的，只需將適宜的感應(yīng)設(shè)備安裝固定在機電設(shè)備的電機軸上即可。一般情況下，煤礦絞車設(shè)備的運行速率水平較為統(tǒng)一，在950 r/s左右。與PLC技術(shù)的掃描周期先比，兩者存在顯著差異。由此可見，要達到預定的控制目的，只需運用普通的輸入方法即可。在控制信息的輸出過程中，應(yīng)將一個顯示屏連接到相應(yīng)的PLC設(shè)備上，確保輸出、傳遞數(shù)據(jù)的控制活動得以順利進行[3]。

控制集控室主站也是準備階段的重點內(nèi)容，參照相應(yīng)的設(shè)計要求，最大程度上優(yōu)化控制回路的使用效果，將電氣設(shè)備的回路線直接連接在主站的控制屏上，有效控制整體機電設(shè)備控制系統(tǒng)，避免主控制回路線的具體路徑受到較大改動。

在報警裝置的設(shè)置方面，無論是利用電鈴報警方式，還是采用蜂鳴報警方法，均需要做到科學化的布置與處理，使得系統(tǒng)內(nèi)報警信息的傳遞速度得以大幅提升，一般情況下，可以將其設(shè)置為集控啟停的模式，借助于人員輸入故障信息的方法，為相關(guān)的管理人員起到一定的提醒與警示作用，將管理作業(yè)的執(zhí)行力度進一步強化。除此以外，還可以增設(shè)聲光綜合報警裝置，確保在發(fā)生危險情況之前，能夠?qū)λ械牟僮魅藛T給予及時提醒，對正處于運行狀態(tài)下的機械設(shè)備予以有效把控，最大化降低故障問題帶來的各項損失[4]。

3.2 實現(xiàn)過程

（1）計算速率。在整個機電系統(tǒng)的實際運行期間，機械往往會產(chǎn)生一定的沖擊作用力，要想實現(xiàn)對這一力量的科學把控，降低其帶來的負面影響，應(yīng)重點推動設(shè)備工作效率的穩(wěn)步提升，將加速速率予以合理設(shè)定，借助于功率單元，對再生作用力予以有效處理。在PLC技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，要想切實提升其工作效率，可以優(yōu)化信息刷新時間的設(shè)定，一般可以將其設(shè)為半秒左右，利用相應(yīng)的計數(shù)設(shè)備，記錄半秒時段內(nèi)開關(guān)的實際接觸頻率，然后向內(nèi)部系統(tǒng)信息寄存模塊內(nèi)輸入、存儲有關(guān)的記錄，通過信息轉(zhuǎn)化后，便可以對絞車的實際工作速率予以確定，接下來，操作管理絞車的運行方向即可。絞車啟動后，其長時段的工作狀態(tài)是趨于一致的，因此需要利用兩臺計算設(shè)備，準確記錄其接觸開關(guān)次數(shù)[5]。除此以外，若絞車的運行速率過高，即其處于超速工作的狀態(tài)下，控制系統(tǒng)會自行發(fā)出警報信息。由于控制系統(tǒng)已經(jīng)對絞車設(shè)備的實際運轉(zhuǎn)速率作出了有效調(diào)控，若在此基礎(chǔ)上超出了規(guī)范的限制范圍，則指令會自行生成于系統(tǒng)中，相關(guān)的警報信息也會顯示在對應(yīng)的顯示屏上，一方面為操作人員提供方便，另一方面確保其能夠?qū)唧w數(shù)據(jù)予以準確掌握。

（2）環(huán)境溫度。影響PLC技術(shù)應(yīng)用實效的關(guān)鍵要素，要想將PLC在控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢性能最大化發(fā)揮出來，需合理控制環(huán)境溫度在0-55℃范圍內(nèi)，若整個機電控制系統(tǒng)處于過高溫度的運行環(huán)境下，PLC系統(tǒng)的工作效率會受到很大的干擾與影響，嚴重時甚至會出現(xiàn)故障問題等。這不僅會使得其實際使用壽命大幅降低，也會在不同程度上造成元器件的損壞。如若系統(tǒng)所處的整體環(huán)境溫度較低，則電路的實際運轉(zhuǎn)速度也會相應(yīng)下降，緩慢的工作效率會使得控制系統(tǒng)的運行安全性顯著降低，甚至導致其出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象。因此若環(huán)境溫度低于0℃，則也不適宜應(yīng)用PLC技術(shù)?？偠灾瑺I造并保持適宜的環(huán)境溫度是安全運行PLC控制系統(tǒng)、充分發(fā)揮PLC技術(shù)性能優(yōu)勢的基礎(chǔ)與關(guān)鍵所在，只有提供有力的溫度保障，才能助力整體控制效率的穩(wěn)步提升。

3.3 煤礦機電控制體系應(yīng)用PLC技術(shù)的其他領(lǐng)域

（1）在下運膠帶設(shè)備中，普遍會涉及對KZP體系可操控設(shè)備的應(yīng)用。其屬于一種機電液設(shè)備，組成部分包括電控體系、液壓站以及制定設(shè)備等，便于操控是其主要優(yōu)勢特點之一，利用膠帶，其可以對輸送設(shè)備運行速率、電動機的實際轉(zhuǎn)數(shù)等準確讀出。

（2）將PLC技術(shù)應(yīng)用到對井下風門的控制中，以達到開啟與關(guān)閉自動化進行的目的?，F(xiàn)階段，許多煤礦生產(chǎn)中依然采取人工操作的方式處理井下風門，通過實踐研究可以發(fā)現(xiàn)，這樣很可能會造成操作力度不當、實際負壓過大等問題，進而誘發(fā)開啟與關(guān)閉風門十分困難的現(xiàn)象，對操作人員的工作帶來較大難度。除此以外，還容易意外破損風門等設(shè)備設(shè)施。對井下風門予以精準控制中引入PLC技術(shù)，不僅能夠有效提高控制效果與作業(yè)效率，還可以利用紅外線全面檢測過往車輛。利用可編程控制設(shè)備，達到自動開啟與閉合風門的效果。一方面確保人力資源、物力資源等得以有效節(jié)約，另一方面為行人、車輛的過往安全提供重要保障。

（3）PLC技術(shù)在壓縮空氣機組中也得到應(yīng)用，其是機組內(nèi)計算機監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。在傳統(tǒng)壓縮空氣設(shè)備計算機監(jiān)管體系的運行過程中，主要凸顯出檢測精準度低、抗干擾能力不強等問題，合理引入PLC技術(shù)可以實現(xiàn)對工業(yè)控制設(shè)備、單片設(shè)備的高效處理，與此同時，結(jié)合全壓縮空氣設(shè)備的運行特點，可以針對其工作期間創(chuàng)建相應(yīng)的安全維護系統(tǒng)。在煤礦產(chǎn)業(yè)的整個生產(chǎn)過程中，壓縮空氣設(shè)備是不可或缺的動力設(shè)備之一，現(xiàn)階段，在操作此類系統(tǒng)方面，大部分地區(qū)仍主要借助于繼電設(shè)備，這會帶來較大的維護作業(yè)量，以及較為頻繁的故障問題等。許多礦井企業(yè)已經(jīng)逐步加快了對PLC技術(shù)的應(yīng)用，以此完善現(xiàn)有的自動計算機控制體系，以期提高煤礦生產(chǎn)的機電控制水平。

4 結(jié)語

在煤礦機電控制系統(tǒng)中，引入并應(yīng)用PLC技術(shù)，根本目的不僅在進一步提高控制系統(tǒng)的運行成效，也在于緊密貼合機電控制現(xiàn)代化、高效化的發(fā)展趨勢，有機整合系統(tǒng)中的各項控制功能，提高機械設(shè)備與控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)質(zhì)量、運行速率水平等。創(chuàng)新發(fā)展機電控制與管理的實踐模式，將PLC技術(shù)在市場中的應(yīng)用渠道加以拓寬，滿足機電控制的作業(yè)需求。