可编程控制器(PLC)技术在煤矿机电的应用

李油生

摘要：可编程控制器（PLC）技术是一项较为完善的数字化运算操作系统，在工业机械生产控制中得到了广泛的应用。介绍了可编程控制器（PLC）的概念、功能和工作原理，进而探讨了可编程控制器（PLC）技术在煤矿提升机电控系统中的应用。

关键词：煤矿；PLC技术；提升机；电控系统

中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）09－0056－02

可编程控制器（PLC）技术基于可编程控制器的功能和工作原理，在实际应用中具有独特的优势，具体体现在以下两个方面：①PLC技术操作简单、使用方便。PLC在运行中采用简单的梯形图、逻辑图和语句表等编程语言，无需计算机知识，因此，PLC技术控制系统开发周期短，易于现场调试。当改动在线编程程序时，只需要改动控制方案而不需要拆动硬件，这样可以减少PLC的生产和应用成本。②PLC技术采用的可编程控制器功能可靠性高、抗干扰强，且前期安装、调试工作量和后期检修工作量较少。总之，PLC技术是一种自动化、智能化和数字化的控制技术，在煤矿提升机电控系统中得到了广泛的应用，并且取得了显著的现场控制效果。

1可编程控制器技术的基本概述

1.1可编程控制器的概念

可编程控制器，简称PLC，是指可通过编程或者软件配置来改变控制对策的控制器，主要采用一类可编程的存储器作为其内部的存储器，进而完成逻辑运算、控制程序、定时、计算与算术操作等面向用户的指令，并通过数字式、模拟式的输入、输出，控制各类型的机械或者生产过程。PLC已经被广泛应用于工业生产或系统管理中，其硬件结构基本与计算机相同，主要由电源、中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口电路、功能模块和通信模块构成。PLC的电源在整个控制系统中起着重要作用，良好、可靠的电源系统，稳定的交流、电压是确保PLC正常运行的重要硬件设备；中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢，它可以按照PLC编制控制程序自身的通信模块，迅速接收、存储从PLC键入的用户程序数据，还可以通过检查电源、存储器、I/O输入输出接口电路和警戒定时器的运行状态，判断出用户程序中存在的语法错误。另外，在PLC运行中，可以采用扫描的方式将现场所有输入装置的状态和数据都接收且储存到I/O映像区，之后可以通过PLC读取用户程序，然后按照PLC面向用户程序的各种指令规定，执行对用户程序的逻辑运算、计算机算术操作等面向用户程序的指令，之后再将执行指令结果送入存储器或者I/O映像区。在所有面向用户程序的指令执行完毕后，再将I/O映像区的各输出状态或者输出存储器内的数据传输到相应的输出装置。如此循环进行，直到PLC停止运行。PLC的存储器主要包括用户程序的存储器和系统软件的存储器两种。输入输出接口电路包括现场输入接口电路和现场输出接口电路：现场输入接口电路是由光耦合电路和微机构成的输入接口电路，是PLC与现场控制之间的接口界面的输入通道；现场输出接口电路是由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成的输出接口电路，是PLC通过现场输出接口电路向现场的控制执行装置输出相应的控制信号的输出通道。

1.2PLC技术的功能和工作原理

PLC技术在工作中的功能主要包括控制功能、运算功能、编程功能、通信功能、诊断功能和处理功能等。PLC技术的控制功能主要是顺序逻辑控制功能，该功能的实现主要是通过采用单回路或者多回路控制器来控制模拟量，也可以采用专用的智能输入输出单元完成PLC所需要的控制功能，从而提高PLC的数据处理速度，节省了存储器的容量。例如，可以采用PID控制单元、高速计数器和带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等来实现PLC的控制功能。简单的PLC技术的运算功能包括逻辑运算、计时运算和计数运算等功能，普通的PLC运算功能还包括数据移位、比较等，较复杂的PLC运算功能有代数运算、数据传送等。PLC技术的编程功能主要是通过在线编程和离线编程方式实现的。运用顺序功能图（SFC）、梯形图（LC）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言，这五种标准化编程语言可以满足各种特殊场合的控制要求，且采用中央控制单元（CPU）完成PLC对现场控制系统的调试和操作。PLC技术的通信功能是指通过采用大中型PLC的多种现场总线和标准通信协议，实现与现场控制系统和管理网的连接，采用串行与并行通信接口、RIO通信接口和常用的DCS通信接口等，提高PLC的通信网络速率，加快对数据和状态的传输速度，提高PLC与现场机电设备和系统的控制效果。PLC技术的诊断功能包括对现场控制硬件设备和软件系统的诊断。通过对硬件进行逻辑诊断可以找出硬件设备的故障位置，而软件系统的诊断是通过软件系统对PLC的内部性能和功能进行诊断，找出软件系统的故障点，这样可以减轻检修人员的劳动强度，缩短检修时间，提高检修工作效率，确保系统和设备的正常运行。PLC技术的处理功能是指PLC通过采用扫描方式，加快实时数据的处理速度。

2PLC技术的应用

将PLC技术应用于提升机改造中，极大地改善了提升机的继电保护控制系统。在原操作台上转换刀闸，实现新、旧提升机系统的更新，然后再将转换后的刀闸安装在电枢上。对制动系统润滑油泵进行改造，通过多路航空插头的控制功能来实现新、旧系统的转换，这样可以使新、旧系统互为备用，在新系统运行汇总时老系统与之并存，从而确保煤矿提升机电控系统的正常运行。另外，由于煤矿提升机电控系统的主要功能是对箕斗提升完成减速、加速、保护等控制操作，而基于PLC工作原理和功能，结合煤矿箕斗提升机电控系统的控制要求，对煤矿提升机电控系统PLC应用软件进行设计。采用PLC来检查输入信号状态和保护装置运行是否正常，如果检查结果显示正常，则应该接触安全制动器；如果检查结果不正常，则应该禁止开车，然后按照PLC技术的工作原理和运行程序，在煤矿提升机点信号从井下发出之后，执行PLC发出的面向提升机电控系统的减速、等速、加速、保护和低速爬行等指令，同时将低频率的电源投入使用。在完成低速爬行等操作程序之后停止PLC的运行，停车卸载PLC，此时完成了煤矿提升机电控系统的提升改造工作，极大地提高了煤矿井下机电控制系统的控制效率和控制效果。

3结束语

综上所述，为了提高煤矿提升机的运行效率，需要对煤矿现有的提升机进行技术改造。基于PLC技术的应用优势和功能，在提升机改造和提升机电控系统中发挥了很大的作用， PLC技术已经成为煤矿提升机电控系统升级改造的重要技术，提高了煤矿井下生产效率和安全性。

参考文献

［1］李善林.PLC技术在煤矿提升机电控系统中的应用［J］.煤炭技术，2013，32（5）：19.

［2］崔雅嵩.浅谈PLC原理及应用［J］.才智，2011，25（11）：38.

［3］韩俊.钻井监控系统中PLC技术的应用［J］.电子技术与软件工程，2013，15（5）：72.

〔编辑：刘晓芳〕

Programmable Logic Controller（PLC）Technology in Coal Mine Electromechanical

Li Yousheng

Abstract: Programmable logic controller（PLC）technology is a more comprehensive digital computing operating system, has been widely used in industrial machinery production control. Introduces the programmable logic controller（PLC）concept, functions and working principle, and then discusses the programmable logic controller（PLC）technology in the coal mine hoist control system application.

Key words: coal; PLC technology; hoist; electronic control system