PLC技術在礦山機電節(jié)能控制方面的應用分析

賀廣洋

（山東能源臨礦集團菏澤煤電有限公司彭莊煤礦，山東 菏澤 274700）

在礦山機電節(jié)能控制中利用PLC技術之前，需要對PLC技術的特點和應用效果進行深入的分析以及研究，并且還需要結合礦山機電節(jié)能的應用情況開展針對性較強的優(yōu)化工作，從而使得能源消耗量能夠得到有效的降低。在井下風門設備和老式提升機設備中利用PLC技術能夠充分地展現出先進技術優(yōu)勢，從而凸顯新時代背景下礦山機電節(jié)能的運用效果。

1 PLC技術的概述

1.1 PLC技術的特點

PLC是可編程邏輯控制器，屬于計算機發(fā)展的范疇中，被廣泛的用于當前工業(yè)生產和控制模塊中。在當前時代下，PLC技術得到了有效的發(fā)展和進步，已經不再局限于傳統(tǒng)的邏輯控制中，還融入了有關數據運算和控制方面的功能。為了彰顯出這些功能的優(yōu)勢，在實際實施的過程中需要通過數字運算操作系統(tǒng)來搭建完整性的電子操作平臺，根據實際工業(yè)設計的要求和應用標準來提升運用的質量[1]。在PLC技術實施過程中可以使用可編程的儲存器，按照儲存器內部的各種機械指令完成邏輯運算和數據的控制，另外還可以通過模擬性或者是數字化的模式完成數據的輸入和輸出來操控在現場生產中的各種設備和機器。對于PLC技術的外圍設計來說，主要是和工業(yè)設計和操作形成一個完整性的系統(tǒng)，并且還要進行功能上的不斷擴張和以及創(chuàng)新，通過PLC技術來完成實際操作過程。從中可以看出PLC技術主要是通過各種程序的指令來控制和操作各種機械設備，從而使機械設備能夠形成一個完整的體系，更加提高實際工作效果和工作水平。PLC技術應用是非常廣泛的，可用于邏輯控制領域和數據控制領域中，PLC技術可以運用數據的采樣和程序的執(zhí)行完成數據的輸出，可以劃分為CPU輸入和輸出板塊等等。隨著我國大型科技水平的不斷進步，PLC技術逐漸朝著小型化的方向而不斷的發(fā)展，更加注重的是PLC技術本身應有的功能，在我國PLC技術發(fā)展進程中推出了多種控制模塊，并且PLC技術也會逐漸調整標準化和規(guī)范化方向而不斷的發(fā)展和延伸，最大程度便捷了日常的工作行為和操作過程。

1.2 PLC技術在礦山行業(yè)中的利用背景

隨著我國當前PLC技術的不斷發(fā)展，在各行各業(yè)中得到了廣泛性的利用，在我國數控技術大力發(fā)展的背景下，各個行業(yè)根據PLC技術特點形成了獨特性的技術方案以及優(yōu)化方案，被定義為數字編程技術方式，能夠將運算和計算進行相互融合，也可以達到良好的控制效果，屬于當前時代下較為新型的控制器設備。運用這項技術可以根據相關工作人員所發(fā)出來的數字指令，完成終端的輸入程序和輸出程序在礦山機電設備運行控制中的工作行為以及工作流程。隨著我國當前煤礦事業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦行業(yè)所面臨的競爭局面逐漸朝著激烈的方向而不斷發(fā)展，對于實際生產需求和機電設備要求越來越高，控制系統(tǒng)智能化逐漸成為工業(yè)領域中的主導者，PLC技術作為計算機的新型控制技術，已經在礦山機電節(jié)能控制中占據了影響性的主導地位。不僅有助于滿足礦山實際生產需求和生產要求，還有助于實現技術的不斷革新以及創(chuàng)造[2]。PLC技術在實際實施過程中在節(jié)能方面能夠多方位的滿足實際工作需求，隨著礦山企業(yè)對機電自動化要求的越來越高傳統(tǒng)的繼電器在礦山中很難滿足現代化的發(fā)展需求和要求了，因此PLC技術作為自動化的控制器，采取模塊化的組織結構，非常靈敏和便捷性的操控相關的系統(tǒng)穩(wěn)定性較強，柔和性較好，并且在后續(xù)實施過程中能夠根據實際工作需求以及工作的重要指令進行在線修改編程，簡易的語言優(yōu)勢較為突出。PLC技術在當前礦山機電控制中能夠多方位的提升最終的經濟效益，滿足各方各面對于PLC這種需求以及要求。

在PLC技術程序設計時實用性較強，并且抗干擾性能較高，這類優(yōu)勢有助于提升PLC技術在礦山生產控制系統(tǒng)中的匹配系數，能夠代替以往的機電設備控制方法，在實際工作中能夠得到廣泛性的推廣及利用，并且也是各個煤礦行業(yè)大力發(fā)展的新型技術。礦山機電設備中融入PLC技術能夠完成以往的控制任務，相比于傳統(tǒng)的繼電器來說，程序并不是那么復雜，主要的工作原理是將各個機械設備的操控系統(tǒng)進行相互的銜接，通過串聯(lián)的方法起到重要的控制效果，整個操作方式非常的便捷。從中可以看出PLC技術在當前機電技能控制中的合理性和優(yōu)越性較為明顯，能夠推動后續(xù)節(jié)能工作的有序實施。

2 PLC技術在礦山機電節(jié)能控制中的運用特點

在進行繼電氣控制系統(tǒng)實施期間，所采用的設備屬于傳統(tǒng)繼電器設備，能根據以往的設計要求和設計標準完成電氣控制圖的有效融入之后，再采取人工布線的方式進行有效的操作和固定組裝各種機電設備，在此流程中要實現資源優(yōu)化性配置方式出現能源消耗等問題，利用PLC技術要對以往的工作模式進行不斷的改造及創(chuàng)造。在儲存器中，要合理的利用機電設備來進行功能性的調整以及優(yōu)化，針對程序和部分接線機有效修改以及調整，從而保證軟件利用能夠具備合理性和創(chuàng)新性的特征，完成預期的控制目標[3]。在煤礦機電設備節(jié)能控制中，PLC技術的靈活性和通用性是非常明顯的，再加上其結構具有多元性的特征，可以在各個模式下完成機電設備自動化控制目標，節(jié)約了不必要能源的消耗，也達到了預期的工作效果和工作狀態(tài)。

3 PLC技術在礦山機電節(jié)能控制中的應用

3.1 控制系統(tǒng)分析

在進行機電節(jié)能控制PLC控制程序設計時，需要加強對控制系統(tǒng)的合理性設計，從而為后續(xù)設備使用奠定堅實的基礎。控制系統(tǒng)可分為工業(yè)現場和控制器兩個組成部分，除了各種電動機和機電節(jié)能控制應用之外，還需要控制光感傳感器和光電傳感器來檢測各個設備的運行情況以及在設備實施過程中所存在的問題以及偏差。在實際實施過程中，要通過PLC技術利用繼電器和傳感器的本身功能來控制好各個對象，防止在設備后續(xù)運行時存在諸多的偏差以及困擾，降低設備的運用效果。利用PLC技術首先要進行信息的有效性輸入，根據采集到的信息來明確各個控制對象的信息之后，再反饋到控制對象中，將處理好的信息傳送到上一級別的監(jiān)控設備中，之后發(fā)出綜合性的控制信號，從而實現各個設備的綜合性控制。在使用時需要利用PLC技術分析不同的指令做好判斷工作，從而為后續(xù)控制工作實施奠定堅實的基礎。在現場控制實施時，除了控制現場功能之外，還需要進行控制室的有效處理，融入計算機打印機和其他的監(jiān)控設備，從而提升實際工作效果和工作水平，接收PLC所傳遞到的信息同時要進行控制對象的有效輸出，明確控制對象的各個參數，當控制對象發(fā)出故障警告時，要發(fā)出相對應的報警信號，從而方便維修人員適用到現場中進行有效的處理和應對，保證系統(tǒng)的平穩(wěn)性運行。在實際設計時向遵從這一理念更加科學有序的進行日常的設計，從而保證控制效果的提升。

在這一系統(tǒng)應用的過程中，利用一臺電動機和一臺變頻器來進行頻率的調節(jié)和控制，利用PLC輸出的模擬性信號為主要的輸入信號，機電節(jié)能控制調速器要對驅動物料傳送帶進行有效的控制，并且還要融入自我保護功能和電動機保護功能，通過接收PLC信號來保證電動機的平穩(wěn)性運行。另外還要反饋自身的工作狀態(tài)信息，當發(fā)生一些故障時要傳遞故障信號。由于機電節(jié)能控制調速是改變電動機定子供電頻率來進行實際工作的，因此在實際實施時要保持有限的轉差功率，通過高效率和寬范圍的性能來保證系統(tǒng)的平穩(wěn)性運行。在實際工作中要采取較高性能的PLC技術，根據現場的概況以及實施的流程，選擇合適的生產現場應用數據采集模塊，制定與之匹配的變頻器，提升控制效果和工作質量。

3.2 PLC控制程序的設計

在進行控制程序設計工作中，需要融入step7編程語言，從而保證控制效果的提高。在實際實施過程中，需要在windows環(huán)境下應用于通用的微機中，這種編程語言不僅可以實現信息的廣泛性流通和通信，在后續(xù)工作中，還可以通過某一個模塊實現動態(tài)化的控制，采集多方位的信息實現數據多方位管理以及融合。在實際程序設計時，要采取模塊化的設計理念，以模塊化的形式進行數據的管理以及采集。PLC程序設計，主要是對各種設備信號進行有效的整合以及分析，明確輸入設備的開關信號，對當前系統(tǒng)運行狀態(tài)進行多方位的控制以及判斷。同時還需要通過各種設備的控制來滿足相關各種任務的操作需求。除了接受上位PC功能之外，還需要進行數據的采集，根據不同控制對象進行全過程和全自動的積極采樣工作。PLC設計程序要分為機電節(jié)能控制設定和機電節(jié)能控制處理模塊等等各個模塊，要充分的發(fā)揮各自的功能，從而起到一體化設計和控制的效果，提升實際運用水平和運用質量。在進行程序設計時，主要任務要通過開關信號的輸入而判斷當前系統(tǒng)的運行情況，之后，再控制接觸器和繼電器等等，提升現場控制的效果和水平。另外還要接受上機位的控制命令，實現全自動的控制效果，在進行機電節(jié)能控制給定模塊處理工作中要確定好機電節(jié)能控制的最終工作模式，通過調用機電節(jié)能控制來設置相對應的工作模型。機電節(jié)能控制設計模塊要接收由模擬量輸入模塊的傳感器信息而得出來的完整性信號，之后再轉變?yōu)槟M量傳送給變頻器，完成整個控制過程。

3.3 以在彭莊煤礦各個設備中的利用為例

3.3.1 空氣壓縮機設備的利用

PLC技術要充分的發(fā)揮自身的優(yōu)勢廣泛的用于空氣壓縮機設備中，空氣壓縮機是利用的是單片機設備和工業(yè)控制機作為主要的主體，核心內容為氣源裝置設備，在實際生產過程中，空氣壓縮機設備要利用自身的運動形式將各種機械能轉變?yōu)闅怏w的動能，之后再采取礦山開采和其他操作動力共同支持的模式來保證實際工作有序進行。在PLC技術合理應用的過程中，要在以往以往傳統(tǒng)繼電器控制設備中進行不斷優(yōu)化以及調整，解決存在于以往設備運行過程中的問題，從根本上減少故障發(fā)生次數以及幾率，從而提升節(jié)能設備的性能，保證各機電設備的各個站平穩(wěn)和安全的運行。

3.3.2 主副井提升機利用

在主副井提升機設備使用過程中，利用PLC技術能夠對設備起到重要的控制和調整作用，在保持以往主電機設備的機械動能基礎上優(yōu)化供電器各個設備行情況，并且根據數據控制類型來采用大功率晶閘管變流器設備。在使用過程中需要秉承著科學性和合理性的原則，更好地完成礦山機電設備節(jié)能控制目標。另外還需要對以往的運用模式進行不斷調整和優(yōu)化，才能更加貼合與實際的工作需求和工作要求。

3.3.3 井下風門設備的利用

在井下風門設備利用的過程中，由于周邊工作環(huán)境是較為復雜的，很容易對設備本身運行造成嚴重的影響，因此需要根據實際的風門面積合理的利用PLC技術來起到重要的優(yōu)化和改進作用。在應用時要削弱以往的風門，開啟壓力改進相關設備的面積，并且還要滿足設備運行年限的要求，從而達到節(jié)能降耗的效果。

4 結語

在當前礦山機電節(jié)能中，利用PLC技術進行優(yōu)化和調整是非常重要的，因此需要相關技術人員加強對各個機電設備的了解和認識，從日常工作需求和節(jié)能要求入手，正確的選擇PLC技術來起到重要的改進和優(yōu)化效果。另外還要加強對PLC技術應用系統(tǒng)的有效性編程，從而提升PLC技術應用效果，防止出現能源浪費問題的發(fā)生。