矿山机电控制中PLC技术的合理应用

岳川川

【摘 要】随着煤矿现代化设备的发展，矿山对机电设备要求也越来越高，因此PLC控制技术油运而生。PLC技术是一种重要的自动化设备，其不仅具有较强的抗干扰能力和运行的稳定性，同时编程语言简单，可以实现在线修改，柔性好等特点。本研究首先概述了PLC技术，然后详细分析了PLC技术在矿山机电控制的合理应用。

【关键词】矿山；机电控制；PLC技术；应用

0.引言

随着我国能源需求量的提升，矿山事业在不断的发展，人们对于矿山机电自动化的需求也日益剧增。PLC作为重要的自动化控制器，系统组合十分灵便，并具备一系列的优势，在矿山机电控制中发挥了巨大的作用。其应用于矿井机电控制系统中可更为有效地提高矿山机电设备运行的灵活性和稳定性，改善矿山机电控制质量，降低损耗。

1.PLC技术的概述

一直以来，关于PLC的定义多种多样。但是在国际电工中显示，其属于一种操作数字运算电子系统，它通过可编程控制器来实现对各类型生产过程或机械的控制。其具以下优点： ①具有良好的扩展性能，可以进行系统扩建；②维护方便，使用可拆卸的接线端子，所有的模块都能带电插拔，便于维护和模块更换；③系统采用了不间断UPS系统供电设计，可以保证数据的安全性和系统的稳定性，提高系统使用寿命；④具有在线编辑的功能，可随时根据工艺流程的改变对设备的启动顺序进行改变。所以其在矿山机电控制中发挥了巨大的价值[1]。其中，关于PLC的结构划分如下表1所示：

表1 PLC的结构划分以及配置组合

2.PLC技术在矿山机电控制中的应用

2.1利用PLC技术改造矿山老旧提升机

随着PLC技术的不断发展，人们利用可编程控制器以及大功率晶闸管变流器实现了对矿山老旧提升机的原继电器控制改造，主要操作步骤如下：首先，保留直流主电机以及部分提升机机械，保证矿山老旧提升机的老系统持续运行；搬移原有操作台，设立新操作台，调整电枢回路，添加转换刀闸，利用新旧系统转换刀闸，实现对新老系统的转换工作；利用多路航空插头来控制新老系统的切换，进而实现提升机制动系统润滑油泵的控制工作。同时，在新系统调试期间，老系统仍旧可以继续工作，以备新系统调试的不时之需，且在特殊情况下，老系统需要永久保留。其次，进行改造安装时，尽可能的选用将来的维护技术人员进行安装，实现全过程参与，严格控制安装质量。且在安装的过程中，要实现电控监测，密切监测井筒位置开关、行程以及不同的机械润滑制动系统的状态等，科学有效的缩短新系统调试时间；利用在线送电测试来监测和校准传感器，保证其每个测量参数都和提升系统的实际相对应；检验老系统提升时每一部分持续的运行过程，实现一次性无误地切换。然后老系统以及可编程控制器系统来提升装卸载系统的在线调试工作，能够实现装卸载及提升信号系统控制的一次性调试，有效的减少了全面调试工作量[2]。然后，动态试验传动回路中闭环系统的稳定性，确定系统的动态响应各参数，促进全系统空载以及重载测试运的实现。最后，全矿井机电设备停产两天，进行全系统空载试运行，合格之后进行装煤重载试运行，最终成功改造矿山老旧提升机，实现全载全自动方式的提升。

2.2利用PLC技术改造下运胶带机

随着机电液一体化的实现，KZP系列盘式可控制动装置也被人们运用在矿山机电控制中，其主要是由三部分组成：液压站、制动装置和电控系统。其中，制动装置通过闸瓦与制动盘摩擦产生制动力矩，再借助于液压站的调节作用改变制动力。通常情况下，设备正常工作时正压力为0，系统的油压达到最大值，制动闸处于松闸状态，闸瓦与制动盘之间有1.3mm左右的间隔；设备在进行制动时，首先分析工况，电液控制系统自动发出控制的指令，设备自动减小油压实现制动控制。理论上，当环境温度为40℃时， 盘式可控制动装置的制动频率为10次/小时，且盘面温度<150℃。液压控制系统实现了双回路完全对称结构，能够对下运带式胶带输送机及时进行软制动。KZP系列盘式可控制动装置利用电动机的输出轴以及输送机上的速度传感器来密切控制运胶带工作时的各项监控数据，然后由可编程控制器进行数据检测显示。通常情况下，当所测数据大于正常运行设定值时，可编程控制器能够自动减小供电电流，进而控制制动系统的油压，实现胶带减速；当所测数据小于正常运行设定值时，可编程控制器能够自动增大供电电流，进而打开闸瓦，利用动态可控运行机制，保证胶带输送机一直处在正常运转状态下[3]。

2.3利用PLC技术实现井下风门的自动启闭

现阶段，大多井下风门都是由人工操作的。但是因为井下负压大，导致风门的开启、关闭十分困难，且容易损坏风门。研究者通过研究PLC技术，利用远红外传感器用来检测车辆的动态信息，可编程控制器实现井下风门的自动启闭，一方面节省了人力、物力，另一方面保证了车辆和行人的安全。通常情况下，风门两侧的空气存在一定的压差，且风门的面积很大，开启压力大约为40kg左右，当风门开启时，压力促减小为5kg，无法继续开启，增加了风门开启的困难[4]。然而为了避免这一情况发生，另外有研究者通过设计了气缸传动带动风门，在小风窗的帮助下实现风门的开启。但是，分析我公司的井下风门开启情况发现，和气缸传动带动风门开启的工作原理类似，我公司利用电动风门，其主要工作原理：系统首先发出控制信号，电磁阀带动油缸活塞运动，进而实现电动风门开启，当风门开启角为90度时，停止开启，车辆和行人可以通行。关闭风门时，系统依旧发出控制信号，电磁阀换向转动，带动油缸活塞向回运动，继而带动风门转动，直至关严[5]。

另外，PLC技术在空气压缩机的微机监控系统以及选煤厂集控系统中等都发挥了重要作用。其都是利用可编程控制器实现自动控制，有效的降低了矿山的人力、物力投资，促进了矿山的发展。

3.总结

基于PLC技术的矿山机电控制系统不仅能够实现全载全自动方式的提升，保证胶带输送机一直处于正常运转状态，稳定系统电压，还可以在一定程度上保证了机电控制系统的质量和运行的稳定性，同时还可降低损耗，节省能源，减少了劳动力，较为显著地提高经济效益。综上所述，PLC技术已经在潜移默化中渗透了整个矿山机电控制工作，为矿山带来了巨大的经济效益，当前PLC技术在矿山工作中具有广阔的发展前景，值得人们继续研究。

【参考文献】

[1]崔银平，苏继，张庆.试论矿山机电控制中PLC技术的有效应用[J].湖南农机，2012（7）：45-46.

[2]王荣华，张燕斌.PLC技术在矿山机电控制中应用研究[J].现代商贸工业，2011（6）：123-124.

[3]苏淑芝，刘志维.软PLC开发系统的设计与实现[J].现代电子技术，2012（10）：24-26.

[4]何军.PLC技术在矿山机电控制中的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（10）：156-157.

[5]陈庆祥.有关PLC技术在电气自动化中的应用与发展[J].城市建设理论研究（电子版），2012（24）：107-108.

[6]张思鑫，周生强.PLC可编程控制程序在胶带运输系统中的应用——兖矿集团公司北宿煤矿[J].科技传播，2011，（11）：131-132.