PLC控制技術在煤礦電氣控制中的應用研究

摘 要： 在近年來的發(fā)展過程中，我國城市化建設發(fā)展速度不斷加快，現(xiàn)代科學技術快速發(fā)展，將自動化技術應用于煤炭開采過程中，可以有效保障煤炭開采的安全性，提高生產(chǎn)效率。

關鍵詞： PLC控制技術;煤礦電氣控制;應用

【中圖分類號】TD63???? 【文獻標識碼】A???? 【文章編號】1674-3733（2020）17-0168-01

引言：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展與進步，我國煤礦行業(yè)的發(fā)展也迎來前所未有的機遇，在生產(chǎn)過程中使用PLC（即可編程序控制器），可提升生產(chǎn)效率及穩(wěn)定性。此外，PLC使用方便、兼容性好且功能全面，所以備受業(yè)界青睞。

1 PLC技術

如今PLC技術具備了更為簡便的應用方式，在PLC技術應用過程當中，能夠通過將提升機電控系統(tǒng)的操作流程做好編程工作，就能夠應用該系統(tǒng)進行較為復雜的工序，更進一步的精簡工作流程以及工作量，也因此，其中比較簡單的編程語言也是對于PLC技術進行維修以及養(yǎng)護的一個簡化，而應用該種簡化過程，能夠更進一步的推動我國現(xiàn)代工業(yè)平穩(wěn)快速發(fā)展，因此在工業(yè)生產(chǎn)當中應用PLC技術，能夠更進一步的提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，也能夠精簡組裝流程。通過在實際生產(chǎn)過程中應用PLC技術，能夠快速的實現(xiàn)機械設備的組裝工作，從而提高運輸速度，也因此，將PLC技術應用于煤礦提升機電控控制系統(tǒng)當中，能夠同步實現(xiàn)生產(chǎn)過程，提高工作效率。

2 PLC控制技術在煤礦電氣控制中的應用研究

2.1 智能電源模塊選擇和設計

智能電源管理模塊主要實現(xiàn)了電源智能切換、電壓轉(zhuǎn)換和電池充放電等功能的控制。智能終端電路板需要DC3.3 V左右的電源，煤礦井下DC12 V的電壓等級應用比較普遍，設計了DC12 V到DC3.3 V的降壓電路。多功能智能終端在設計時考慮井下特定場所可能要求終端設備不間斷運行的特殊需求，在終端內(nèi)配置了可充電、免維護的鋰電池，在終端外部供電異常情況下自動切換到內(nèi)部鋰電池供電，同時根據(jù)系統(tǒng)配置需求啟動相應的低功耗供電模式，例如可降低液晶顯示屏亮度或關閉液晶顯示屏，將沒有工作的功能模塊進入休眠模式等。智能電源管理模塊可以智能判斷電池電量，在電池電量較低時進行自動充電。

2.2 系統(tǒng)無線通信距離測試結(jié)果

無線通信技術必須在一定的距離范圍內(nèi)才能正常穩(wěn)定工作，無線通訊距離越長，其在通訊過程中越容易出現(xiàn)誤碼情況。為測試本文設計系統(tǒng)的無線通信距離，將讀卡器和數(shù)據(jù)集中器的初始距離設置為600m，測試數(shù)據(jù)傳輸過程中的信號強度和通信誤碼率，然后不斷擴大兩個設備之間的距離，再次測試信號強度和通信誤碼率。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當兩個設備之間的距離不超過1500m時，通信誤碼率為0，可見當通信距離不超過1.5km時本系統(tǒng)具有非常高的可靠性。當兩者之間的距離不超過2km時，通信誤碼率未超過3%。主要是因為本系統(tǒng)采用SX1278芯片，使得在進行長距離無線數(shù)據(jù)傳輸時仍然具有很高的接受靈敏度?；跍y試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，本系統(tǒng)即便是遠距離傳輸也能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩浴?/p>

2.3 PLC控制技術在井下風門中的具體應用

在帶動風門的過程中，運用氣缸傳動進行帶動的情況下，這樣就能夠防止出現(xiàn)上述的現(xiàn)象。在運用氣缸傳動的過程中，可以保證帶動風門的有效性，其重點需要運用小風窗來對風門進行帶動，保證打開風門的順利。但是在打開礦井風門的過程中，在打開條件不一樣的情況下，就會出現(xiàn)比較大的差距，例如，在礦井運用電動風門的情況下，能夠保證開啟礦井風門的順利。在礦井風門運用PLC技術的過程中，可以促進形成良好的電動風門，這樣就能夠保證降低礦井風門開啟的難度。在電動風門進行運行的過程中，其中運行的原理為：在電力控制系統(tǒng)發(fā)出相對應控制信號的時候，電磁閥就會對發(fā)出的控制信號進行接收，在接收控制信號之后，這就能夠帶動油缸進行活塞運動的行為，保證開啟礦井下風門的有效性。在開啟風門角度達到90°的時候，電磁閥的工作會立即停止，這樣礦井下風門就不會第二次進行開啟工作，作業(yè)人員進出風門的順利。在風門處在關閉環(huán)節(jié)的過程中，控制系統(tǒng)會保證傳輸關閉控制信號的良好，在電磁閥對相對應信號進行接收的時候，能夠開啟相對應的運動來帶動油缸進行運動工作，這樣風門能夠在一定時間進行關閉。

2.4 智能防撞與避障系統(tǒng)

智能防撞與避障系統(tǒng)是保證智能帶式輸送機巡檢機器人長期穩(wěn)定運行的重要組成部分。該系統(tǒng)通過對障礙物和隧道內(nèi)工作人員進行探測和自身高精度定位，實現(xiàn)智能防撞和避障功能，遇到障礙自動停止并報警。同時，從本質(zhì)安全角度考慮，加裝安全觸邊，防止碰撞造成人員及設備損傷。該系統(tǒng)的探測距離為0～3m，探測角度為120°，可實時更新自身位置信息，定位精度達0.01m。同時設置有斷電制動功能，當智能帶式輸送機巡檢機器人在運行過程中，如遇故障斷電，智能帶式輸送機巡檢機器人可立即停止，起到保護作用。

2.5 記憶截割過程

采煤機記憶截割是采煤機在自動模式下，依據(jù)記憶學習數(shù)據(jù)，根據(jù)采煤機位置自動切換到相對應的工藝段，并隨著采煤機位置的變化自動調(diào)整采煤機左右滾筒高度和牽引速度，實現(xiàn)自動割煤的過程，采煤機在進行記憶截割過程中，當發(fā)生異常時，如煤層厚度變化、出現(xiàn)斷層等，需要采煤機操作工人根據(jù)情況進行一定人工干預，如異常情況僅是在本次割煤過程中出現(xiàn)，則選擇中斷記憶截割，進行人工手動割煤，在采煤機越過該段異常煤壁時，再次進入記憶截割。如該段煤層狀態(tài)確實發(fā)生了變化并將延續(xù)到以后幾刀，可進入在線修改模式，采煤機操作人員進行手動操作，系統(tǒng)將記錄下修改后的煤機運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并覆蓋原有記憶數(shù)據(jù)，在下次執(zhí)行該工藝段記憶截割時，系統(tǒng)將按新的記憶數(shù)據(jù)進行自動割煤。

結(jié)語：將PLC應用于煤礦生產(chǎn)的提升設備電控系統(tǒng)中，可使生產(chǎn)變得更為高效安全，整個系統(tǒng)將具有更為優(yōu)越的綜合性能，極具發(fā)展前景，應積極推廣。目前，該技術正在不斷發(fā)展，未來，PLC技術將會廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中，促進企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

參考文獻

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[2] 劉毅紅，敬華兵.冗余PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機中的應用[J].大功率變流技術，2018（1）.

作者簡介：程俊強，男，工程師，2009年畢業(yè)于太原科技大學機械設計制造及其自動化專業(yè)，現(xiàn)在中國煤炭科工集團太原研究院有限公司從事煤礦機械的研發(fā)、生產(chǎn)、管理工作。