PLC控制技术在煤矿生产中的应用

谭健一

摘 要：PLC控制技术应用能够进行编辑程序的存储器，能够进行定时、记数和计算等操作来从多个方面来将指令发布给用户，同时运用模拟或者数字等方式进行数据的输入及输出，以此来对各类机械以及生产的全过程进行控制。最近几年，PLC控制技术在各种类型的工业生产过程中都得到了运用，在显著的提升生产效率的同时也能够在一定范围内提高生产的安全性，进而提升企业的经济收益，令企业的社会及经济效益尽量最大化。PLC控制技术具有在运行工作中比较平稳，对干扰的抵抗能力较强，对其编程较为简单和容易等特点，故而在工作进行时发现或者是突发问题也能够在线对程序进行重编或者是修改，柔性特别好。文章将PLC控制技术运用在煤矿的生产过程中，对应用过程中各个环节的原理和需要注意的问题进行了逐一的分析。

关键词：PLC控制技术；煤矿生产；应用

1 PLC控制技术的概念和特点

1.1 PLC技术的概念

PLC（Programmable logic Controller）就是可编程控制技术[1]，是一种基于计算机技术的工业控制电子操作系统，在工业控制领域的应用十分的广泛。PLC的内部有能够进行程序编制的存储器，能够存储PLC的内部指令、程序运行等过程中不可缺少的各类数据，同时利用模拟或是数字的形式来和外部环境进行数据的交换，从而达到对各个执行设备进行控制。PLC以及和他相关的外围设备一起共同构成了工业控制系统的核心，特别是在底层控制中，系统的核心必是PLC。

1.2 PLC技术的优点

1.2.1 功能性强

PLC控制技术不仅具有记录数据、对顺序进行控制、进行逻辑运算等功能，还能够运用模拟量或者是数字的方式进行对外的数据的输出和输入，并且能够进行人机对话以及自动检验等。

1.2.2 容易进行安装和操作

一般可以进行编码程序的控制器体积都比较小、质量也比较轻，连接十分的简单和方便，并且能够实现即插即用，且能够简单易行的与设备内部相连，使得机电一体化能够轻易的实现。

1.2.3 对环境的适应能力较强

PLC的接口电路使用了光电隔离技术[2]，使得施工现场的电路和PLC本身的内部电路两者间催在电气上的隔离，且各个模块都有相应的屏蔽措施，使得PLC技术有极强的抗干扰能力。此外其还有较好的抗粉尘能力和抵抗冲击的能力，能够在恶劣的环境中正常的工作，可靠性高。

1.2.4 简单易学，维护方便

PLC的接口十分简单容易配置，编程中的梯形图语言通过图形和符号就能够理解其中的逻辑关系，学习起来非常的容易，即使非专业的人员也能够进行编程。而系统的硬件不多，即使要对系统结构进行重组其工作量也不大，所以维护系统也很便捷。

2 PLC控制技术在煤矿生产中的应用

2.1 应用在矿井提升中

将PLC控制系统运用在矿井提升系统中可由动力装置、变频器和液压站等组成。其工作原理是：一旦司机接收到来自井口或者是井底要求发车的信号就会从推动手柄使之离开紧闸位置，使得主电动机松闸。另一方面，当司机操纵主控制器的手柄扳倒某一个极限位置（正向的极端或者是相反的极端）的时候，在程序的操控下主控PLC系统将会最先接收到高压转换器发送来的电，而后向主电机中的定子绕组内输送高压信号，这时候电阻是开启的状态，随后按照一定的次序将相关的电阻切除，继而使得系统能够达到自动加速运行，最后运行在自然机械特性上[3]。若系统式利用交流提升机进行运作，旋转的编码器随着主电动机运行的同时会有两列脉冲向外部输出，其能够连接到控制PLC的高速计数器的输入口处，而后主控PLC会对高速计数器的计算方式进行确定，最后，能够将利用高速计数器得到的提升的行程显示在屏幕上。

将PLC控制技术运用在煤矿提升系统中主要是因为：（1）其对对整个升降控制系统的加减速、停止等一系列的制动过程的精准度有较大的提高，从而对煤矿的提升系统完全自动化运行的工作效率有较大的提升，进而减少工人的工作量。（2）其可以通过控制器进行人和机器的对话，从而能够实时的检测到提升机工作时的一系列的动态指标以及各个参数，为工人全方位的监控和调节提升机工作时的状态提供了极大的便利。（3）其能够在一定程度上提高控制系统在推断判定以及处理故障上的能力。PLC控制技的记忆以及逻辑运算能力都十分的强，它能够在系统出现故障后，在最短的时间内找到出现故障的位置，导致故障的原因等，能为故障的排除提供最全面的资料。

虽然将PLC控制技术运用在煤矿的提升系统中有诸多的优势，但是在运行中也有需要特别注意的地方：（1）因为提升机进行运行的环境里存在电子干扰的概率大，强度高，故而在PLC控制技术的选择上要特备注重其在电磁兼容性能上的一些指标，一定要首先做好试运行确定没有任何问题方可正式投入使用。同时，系统里的电源变压器等设备要利用导电、导磁能力强的材料来进行屏蔽，以防止外界因素对其产生干扰。（2）外界传入信号的故障以及PLC接口自身问题等都可能对PLC系统的稳定性产生影响，故而，在监控、制动灯等一些重要的系统的安装中要使用安全性高的形式，保证即使在出现故障的时候也有备用的设备能够立即启动代替发生故障的设备继续工作，而不影响设备的正常运转。

2.2 应用在胶带运输系统中

在煤矿胶带运输系统中使用PLC控制技术不仅能够进行单击控制，还可以进行联锁控制等多种控制的模式[4]，而操作人员则可以依据现场的实际状况来自由的选择控制方式，从而最高效且精准的完成工作。同时，如果系统因故障而中断，PLC技术能够对现场进行控制，确保生产能够继续而不出现混乱，进而为系统的稳定提供保障。

2.3 应用在井底车场的调度系统中

运用PLC技术首先能够集中控制井下的岔道以及与发送接受信号相关的设备等，其次在机车的运行中能够进行集中的调度或者是联锁控制，在此能够实时监视控制模拟盘的运行，为机车在井下作用过程中的安全提供保障，减小工人的劳动强度，提升工作的效率。

2.4 应用在井下风门中

井下的风门两侧有一定的压力差，一般要在约45千克的压力下才能够开启风门，传统工艺利用自动化技术能够将开启压力降至40千克左右，但是运行的难度仍然很大。在风门安装时采用PLC技术就能解决此问题[5]。首先利用气缸的传动来为风门的开启提供一定的动力，其次设计大小适当的小風窗在风门中，使得风门内部和外部的压力能够相互平衡，进而将开启风门的压力降的更低，使风门更容易开启。

3 结束语

PLC控制技术除了以上描述的在煤矿生产中的几种应用外，还能够应用在抽风系统、水泵控制系统等多个领域中。PLC控制技术的应用不但降低了操作过程的难度更加提升了工作的效率，但是它也有一定的不足，比如操作人员的技术水平等级不够，新型技术的开发力度不足等，这将是阻碍其发展的关键所在，也是亟待解决的主要问题。

参考文献

[1]王世俊.PLC控制技术在煤矿矿井提升系统中的运用[J].科技与创新，2015（13）：133.

[2]徐帅.PLC技术在煤矿提升机控制系统的应用[J].煤炭技术，2013，32（3）：84-85.

[3]任化冰.煤矿机电系统控制中PLC技术的应用分析[J].企业技术开发，2013，32（12）：81-82.

[4]段志宏.浅析PLC技术在煤矿机电控制系统中的应用[J].技术与市场，2014，21（9）：239.

[5]杨上.PLC控制技术在煤矿生产系统中的应用[J].山西煤炭管理干部学院学报，2015，28（4）：47-48.