淺析礦山電氣中PLC控制技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

黃俊亮

摘 要：當(dāng)前，隨著采礦現(xiàn)代化設(shè)備更新頻率的加快，礦山對機(jī)電設(shè)備的要求越來越高，作為采礦企業(yè)生產(chǎn)中最重要的自動化設(shè)備，PLC控制技術(shù)在整個生產(chǎn)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。文章對PLC控制技術(shù)的組成和工作原理進(jìn)行了簡要分析，著重論述了PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的實(shí)際運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：礦山電氣；PLC控制技術(shù)；運(yùn)用

隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，促使礦山企業(yè)在生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)形式上都進(jìn)行著重大轉(zhuǎn)變，也對礦上開采設(shè)備提出了更高的要求。PLC控制技術(shù)在礦山電氣中合理運(yùn)用，不僅能夠有效提高礦山的開采效率和安全性，在一定程度上也降低了系統(tǒng)和能源的消耗，節(jié)約了勞動力，促使采礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有所增長，實(shí)現(xiàn)我國采礦工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

1 簡述PLC控制技術(shù)的組成和工作原理

1.1 PLC控制技術(shù)的組成

PLC技術(shù)作為一項微型計算機(jī)的可編程控制技術(shù)，被普遍運(yùn)用在當(dāng)前現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中。因其具備的高穩(wěn)定性和高可靠性的特點(diǎn)，使它能有效地抵住外界對其的不良影響，同時由于PLC控制技術(shù)的操作便捷，且具有較大的發(fā)展的空間，因而，在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器，完成與之對應(yīng)的控制[1]。擴(kuò)展接口、電源模塊、輸入及輸出接口和中央處理器等共同組成了PLC控制系統(tǒng)，但其內(nèi)部不同部分之間的連接還是主要依靠于數(shù)據(jù)總線和電源總線來展開，而外部則依據(jù)控制對象的不同來選定需要的控制設(shè)備。大致來說，PLC系統(tǒng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的差異性可以分為模塊式和固定式兩種模式，前者主要由CPU、電源、I/O模塊、機(jī)架共同組成，而固定式PLC技術(shù)則包含了CPU板、顯示面板、內(nèi)存塊、I/O板，這些模塊都在一定的規(guī)劃合理配置下形成。

1.2 PLC控制技術(shù)的工作原理

PLC控制系統(tǒng)的工作流程大致可以劃分為以下幾個階段：（1）輸入采樣階段：作為PLC控制中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其能夠?qū)LC控制效率的位置造成嚴(yán)重的影響，且PLC控制系統(tǒng)在該階段通過掃描的方式獲得想要的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)相對應(yīng)的單元之內(nèi)。由于系統(tǒng)在做好數(shù)據(jù)采樣工作后，是不會改變下一階段的數(shù)據(jù)，也不會對系統(tǒng)內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)有所影響，因此在做完數(shù)據(jù)采樣工作后要特別注意，不要輕易地進(jìn)行變更。（2）執(zhí)行階段：在對數(shù)據(jù)進(jìn)行完采樣過后，PLC技術(shù)會根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)對用戶的程序進(jìn)行掃描處理，從而通過相應(yīng)的計算程序獲取到邏輯結(jié)果，并在計算機(jī)系統(tǒng)中刷新處理其所呈現(xiàn)出的邏輯結(jié)構(gòu)。在實(shí)際操作該環(huán)節(jié)時，要使采樣數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完成性得到充分的保證，這樣才能杜絕系統(tǒng)控制中不良問題的發(fā)生。（3）輸出刷新階段：這個階段是PLC控制系統(tǒng)中的最后一個環(huán)節(jié)，在這個階段中，控制結(jié)果的存儲和輸出是在相關(guān)的顯影數(shù)據(jù)下進(jìn)行的，其對設(shè)備的有效控制主要是通過電流的輸出實(shí)現(xiàn)的。

2 PLC控制技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的實(shí)際運(yùn)用

2.1 PLC控制技術(shù)在礦上提升機(jī)中的應(yīng)用

隨著計算機(jī)的技術(shù)的日趨進(jìn)步和快速發(fā)展，促使計算機(jī)控制系統(tǒng)被越來越多的運(yùn)用到社會的諸多領(lǐng)域中，其中也包括了采礦領(lǐng)域。礦山提升系統(tǒng)因其所具有的電力傳動特征復(fù)雜的這一特點(diǎn)，從而在改造提升機(jī)控制系統(tǒng)的時候，大多采用的都是PLC控制器和晶匣管變流器等[2]。提升機(jī)中PLC控制技術(shù)的應(yīng)用步驟主要包括：（1）在對提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造的時候，為了保障改造期間的提升機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)作不出現(xiàn)故障，可以對舊系統(tǒng)中的直流主電機(jī)以及部分機(jī)械有所保留。其次將全新的操作臺放置到和以前提升機(jī)操作臺同樣的位置上，同時有效地調(diào)整電樞回路。在切換新系統(tǒng)和舊系統(tǒng)的過程中，可以通過對多路插頭的掌控，從而使得提升機(jī)中的制動潤滑油泵能夠得到有效的控制。調(diào)試工作是新系統(tǒng)在完成改造過后必須要進(jìn)行的步驟，在調(diào)試新系統(tǒng)的時候，可以通過老系統(tǒng)來確保新系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而使工作中的實(shí)際需要不受到制約，得以滿足。（2）在通過PLC技術(shù)對提升機(jī)進(jìn)行改造的時候，最重要的一步就是安裝調(diào)試工作，這就需要選取優(yōu)秀的維護(hù)技術(shù)人員來進(jìn)行操作，以此來達(dá)到整個安裝質(zhì)量能夠得到充分保證的目的，且提升機(jī)改造的安裝和調(diào)試工作能夠順利完成。在安裝的過程中，首先要認(rèn)真檢測各個系統(tǒng)，以降低新系統(tǒng)的調(diào)試時間，其次在對新系統(tǒng)的在線送點(diǎn)進(jìn)行測試的時候，要尤為注意傳感器的校對和檢測工作，使得測量參數(shù)和提升系統(tǒng)之間呈現(xiàn)出相互依存的狀態(tài)。

2.2 PLC技術(shù)在礦山井下風(fēng)門中的應(yīng)用

通常來說，由于風(fēng)門兩側(cè)的空氣壓力值存在一定的差異性，因此要想順利開啟風(fēng)門需要來自外界40kg的壓力，而一旦開啟風(fēng)門時，壓力降低到5kg或以下，則無法正常開啟風(fēng)門。為了杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生，研究人員一般都會利用氣缸轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的帶動作用對風(fēng)門進(jìn)行開啟，同時通過小風(fēng)窗來有效解決風(fēng)門兩側(cè)的氣壓差問題，以此來起到輔助風(fēng)門開啟的作用。風(fēng)門的開啟和關(guān)閉，都是通過系統(tǒng)向風(fēng)門發(fā)出控制信號，并依靠于電磁閥的帶動，通過帶動油缸活塞和改變電磁閥的方向，使風(fēng)門得以順利開啟或關(guān)閉。一旦在開啟過程中，風(fēng)門呈現(xiàn)出直角角度，風(fēng)門則會停止開啟，優(yōu)先滿足車輛和行人的通過。

2.3 PLC技術(shù)在選礦工藝中的應(yīng)用

作為礦山選礦中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，磨礦分級作業(yè)的好壞直接影響著選礦工藝的指標(biāo)、能耗和生產(chǎn)，而實(shí)現(xiàn)磨礦分級作業(yè)的重要意義則在于對其潛力的合理挖掘，以及探尋出多條適用的路徑 [3]。磨礦分級的自動控制主要是以功率變送器為載體，并通過檢測磨機(jī)填充率中所獲取的電流分級反砂來及時調(diào)整磨機(jī)工作狀態(tài)，這樣既保證了系統(tǒng)自動診斷和校正的順利進(jìn)行，又提供出合理的數(shù)據(jù)在磨砂效率的檢測過程中。

2.4 PLC技術(shù)在礦山運(yùn)膠帶中的應(yīng)用

由于不斷發(fā)展和完善的機(jī)電液一體化，使得KZP系統(tǒng)盤式可控制裝置被大量運(yùn)用到礦山機(jī)電控制中，其主要由液壓站、制動裝置、電控系統(tǒng)三部分構(gòu)成。制動裝置中的閘瓦在與制動盤相互摩擦的過程中所產(chǎn)生出的制動力矩是制動裝置的主要作用，而液壓站的主要功能則是通過自身的調(diào)節(jié)作用把制動裝置所產(chǎn)生出來的制動力矩轉(zhuǎn)化為制動力。礦山的運(yùn)膠帶機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時，其壓力通常都呈0，制動閘也處于松閘狀態(tài)，閘瓦和制動盤之間存在著130mm的間隔。礦山運(yùn)膠帶機(jī)的制動，首先是建立在初步了解和分析設(shè)備運(yùn)行工況的基礎(chǔ)上的，在做到這些之后，再由控制系統(tǒng)對調(diào)節(jié)設(shè)備發(fā)出指令，從而完成制動控制。從理論上來說，礦山運(yùn)膠帶機(jī)具有很強(qiáng)的制動性，即使在處于高溫情況下也能實(shí)現(xiàn)每小時10次左右的制動功率。

3 結(jié)束語

隨著礦產(chǎn)資源的逐漸稀缺和日趨激烈的市場競爭，怎樣使有限的資源得到最合理的開發(fā)利用，讓企業(yè)市場競爭力在得到不斷增強(qiáng)的基礎(chǔ)上，又能實(shí)現(xiàn)自動化的生產(chǎn)目標(biāo)是當(dāng)前我國礦產(chǎn)企業(yè)改革的重點(diǎn)內(nèi)容。PLC控制技術(shù)在礦山電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅在一定程度上提升了采礦設(shè)備的全載全自動化生產(chǎn)方式，保障了系統(tǒng)電壓的安全性和穩(wěn)定性，同時也能夠使機(jī)電控制系統(tǒng)在運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效率上得到充分的保證，讓系統(tǒng)的耗損率降到最低程度，有效地節(jié)約了勞動力和能源，促使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益穩(wěn)步提高。

參考文獻(xiàn)

[1]梁偉.簡述PLC控制技術(shù)在煤礦電氣控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（74）：255.

[2]張娜.電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中PLC的設(shè)計與運(yùn)用分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（43）：180.

[3]楊海龍.基于PLC的礦山電氣控制技術(shù)研究[J].赤子，2013（10）：215.