自動化技術(shù)在礦山機電控制中的應(yīng)用

李全杰　林建成　王勇偉

摘 要：介紹了礦山機電自動化控制的發(fā)展趨勢，分析了PLC技術(shù)的概念、功能和優(yōu)勢，并且介紹了自動化技術(shù)在礦山機電控制中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；礦山機電控制；應(yīng)用

1 礦山機電自動化控制的發(fā)展趨勢

自動化是一種操作簡單、可靠性高的智能程序，不僅能夠有效的降低生產(chǎn)過程中的勞動力強度，并且提高生產(chǎn)的安全性，更好的保證人員的安全，還有利于提升礦山生產(chǎn)效率的提升。正是由于其具有的優(yōu)勢，在當(dāng)前我國礦山生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

2 PLC技術(shù)概述

2.1 PLC技術(shù)的概念界定

PLC技術(shù)的全稱是可編程的邏輯控制器技術(shù)，這種類型的控制器是專門針對工業(yè)環(huán)境所設(shè)計的，其主要操作途徑就是通過預(yù)先設(shè)計好的數(shù)字進行設(shè)備運算與操作，是一種自動化電子裝置。在PLC控制器中，存儲器能夠進行編程，并存儲有關(guān)命令執(zhí)行的邏輯、運算順序、算數(shù)和計數(shù)等內(nèi)容。不僅如此PLC控制器還能夠通過數(shù)字式或者模擬式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出，進而實現(xiàn)對礦山機電設(shè)備以及生產(chǎn)活動的控制。在運用過程中，需要注意的是：將PLC控制器與有關(guān)的外圍設(shè)備按照具體的要求合成為一個完整的控制體系，從而可以有效地延伸PLC控制器的作用，實現(xiàn)PLC控制器的功能擴展。由于PLC技術(shù)能夠較容易地實現(xiàn)與各系統(tǒng)的結(jié)合使用，同時具有較高的可靠性與穩(wěn)定性，而且對編程的語言要求不高，操作比較簡便，因此PLC技術(shù)迅速得到了推廣。

2.2 PLC技術(shù)的功能

首先從PLC控制器的整個構(gòu)成來看，主要有輸入接口與輸出接口、電源模塊、外圍設(shè)備的編程器、存儲器、中央處理器以及擴展與外圍設(shè)備的接口，在這些內(nèi)部元件之間，主要通過數(shù)據(jù)和電源總線等方式進行數(shù)據(jù)交換。另外，PLC控制器還可以根據(jù)具體的設(shè)備需要，結(jié)合具體工作，對該設(shè)備進行控制，并執(zhí)行編程語言命令，實現(xiàn)對該設(shè)備的操作。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式，PLC控制器可分為模塊式與固定式。其中模塊式主要包括電源模塊、內(nèi)部存儲器、機架、中央處理器和輸入輸出模塊等，各模塊之間以既定的規(guī)則來完成配置。在固定式PLC控制器中，主要有電源、內(nèi)部存儲器、中央處理器板以及顯示面板。固定式與模塊式的主要區(qū)別就在于固定式所組成的模塊是完全固定的，不能進行拆分。

2.3 PLC技術(shù)的優(yōu)勢

PLC技術(shù)自身具有比較完善的功能、能夠與多種系統(tǒng)進行結(jié)合、擴展的簡便性、較強的實用性。正是由于PLC技術(shù)有如此顯著的優(yōu)勢和應(yīng)用價值，使得其在具體應(yīng)用過程中能夠滿足多種工作需求，有效地實現(xiàn)礦山機電設(shè)備的控制。另外，PLC技術(shù)的便捷性也是其一個突出的優(yōu)勢。想要對PLC控制器進行應(yīng)用，只需要簡單的邏輯圖或者編程語言即可，對編程的專業(yè)性要求不是很高。所以，PLC控制器的編程完全不需要編程人員進行專門的計算機專業(yè)知識學(xué)習(xí)，而且PLC控制程序的開發(fā)時間較短，其調(diào)試安裝工作也不長。不僅如此，PLC控制器的程序能夠進行在線修改，不需要進行裝置拆卸。另外，其安裝程序簡單，維修難度也較小。除此之外，PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在各種工業(yè)環(huán)境中運作，只需將其與不同的外接設(shè)備結(jié)合就可以使用。PLC技術(shù)采用了屏蔽與穩(wěn)壓等方式，從而能夠有效地防止內(nèi)部電源。對設(shè)備的干擾，同時通過密封性很好的外殼與抗震性能良好的結(jié)構(gòu)作為屏障，因此使得PLC控制器具有強大的抗干擾能力，在工作中不會受到外界的干擾，從而有效地提高了PLC控制器的運行效率與穩(wěn)定性，降低了故障發(fā)生的概率。

3 自動化技術(shù)在礦山機電控制中的具體應(yīng)用

3.1 在螺桿空壓機中的應(yīng)用

螺桿式空壓機在礦山機電控制中具有十分廣泛的應(yīng)用，由于螺桿式空壓機具有較強的可靠性與實用性，因此正在逐步取代傳統(tǒng)的空壓機，成為礦山機電控制中應(yīng)用的主要空壓機。螺桿式空壓機的運作過程主要包括吸氣、密封與輸送、壓縮和排氣4個主要環(huán)節(jié)。當(dāng)螺桿在內(nèi)部進行轉(zhuǎn)動時，就會與殼體的齒溝相互嚙合，從而使得空氣能夠從進氣口吸入，同時吸入機油。在齒溝嚙合面不斷轉(zhuǎn)動的過程中，螺桿式空壓機會將吸入的油氣進行密封并輸送到排氣口，然后在齒溝嚙合間隙慢慢變小的作用下使得油氣受到壓縮。當(dāng)齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動到排氣口時，受到壓縮的油氣就會被排出螺桿式空壓機。如果在螺桿式空壓機中設(shè)置變頻器，就可以有效地調(diào)控螺桿轉(zhuǎn)動的速度，從而對排氣量進行控制。當(dāng)排氣量發(fā)生變化時，可以通過變頻器來改變螺桿的轉(zhuǎn)動速度，進而使得螺桿式空壓機排氣量回到正常的范圍，以保持排氣壓力穩(wěn)定，從而達到節(jié)約能源的目的。

3.2 在礦山提升機改造中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的礦山提升機主要的控制元件就是繼電器，隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，進行編程控制的控制器和變頻器開始得到廣泛的應(yīng)用，尤其是在礦山提升機的改造工作中，更突顯其應(yīng)用價值。從目前礦山提升機的應(yīng)用情況來看，通過自動化技術(shù)進行礦山提升機改造的具體步驟如下：首先需要拆卸掉原有的操作臺，并安裝新的操作臺，但是需注意的是，在礦山提升機的改造過程中，仍然需要用到原有操作臺；其次需要安裝能夠轉(zhuǎn)換新舊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換電站，從而有效地保證原有系統(tǒng)能夠在改造過程中保持正常運轉(zhuǎn)；另外，由于礦山作業(yè)尤其需要重視安全和穩(wěn)定，因此必須在礦山提升機改造完成之前對新系統(tǒng)進行調(diào)試與檢測，同時安排專業(yè)技術(shù)人員進行新系統(tǒng)的安裝，從而為系統(tǒng)運行的安全性提供有力保障。

3.3 在防跑車門中的應(yīng)用

斜井運輸是礦井作業(yè)中十分重要的一個內(nèi)容，但是在實際工作中容易出現(xiàn)跑車現(xiàn)象。為了能夠有效地解決這一問題，我們嘗試在礦山機電控制中設(shè)置一個安全門自動設(shè)備，從而能有效地預(yù)防跑車。在安全門中，主要使用PLC技術(shù)來實現(xiàn)設(shè)備的自動開閉。安全門通常安裝在巷道里面，平時保持關(guān)閉，只有當(dāng)?shù)V車即將到達安全門時才會觸動開關(guān)，使安全門打開。如果出現(xiàn)跑車現(xiàn)象，安全門就會自動阻止礦車。所以，通過安全門自動設(shè)備，不僅能夠避免礦車損壞，同時還能有效地避免事故發(fā)生。

結(jié)論

自動化技術(shù)在礦山的機電控制中有了越來越重要的應(yīng)用，當(dāng)前，自動化技術(shù)在在礦山提升改造、螺旋空壓機以及防跑車門中得到了應(yīng)用，保證了礦山機械的應(yīng)用安全并且促進了生產(chǎn)效率的提升。

參考文獻：

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