PLC 技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用價(jià)值分析

張堅(jiān)飛

（云南迪慶礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，云南 迪慶 674400）

針對(duì)礦山采選工作而言，其是礦業(yè)中一個(gè)非常重要的工作內(nèi)容，對(duì)開(kāi)展工作水平以及效率的提升具有很大的影響。而將PLC 技術(shù)科學(xué)的應(yīng)用于礦山機(jī)電控制中，不僅能夠有效的提高礦山開(kāi)采質(zhì)量和效率，還可以從整體的角度上推動(dòng)我國(guó)礦業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。

1 PLC技術(shù)概述

PLC 技術(shù)是一種應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境的自動(dòng)化控制器，與以往的技術(shù)相比，其操作非常便利，功能相對(duì)齊全，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)以及計(jì)算時(shí)間于一體化的自動(dòng)化控制目的，大大提升了整體的工作效率。同時(shí)，PLC 技術(shù)也可以作為一種可編程的自動(dòng)化控制器，與傳統(tǒng)的系統(tǒng)不同，這一系統(tǒng)不會(huì)有太多的局限，其靈活性非常高。同時(shí)，科學(xué)的采用該技術(shù)，也可以讓經(jīng)濟(jì)效益得到全面提升，因?yàn)檫@一技術(shù)的柔韌性相對(duì)較好，可以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)化，再加上這一技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，在應(yīng)用期間相對(duì)便捷，能夠有效的促進(jìn)工作效率提高[1]。

從整體的角度分析，PLC 技術(shù)在對(duì)控制功能進(jìn)行實(shí)施的過(guò)程中，可以將其分為三個(gè)階段。

第一，采樣輸入階段。對(duì)于這一階段來(lái)說(shuō)，其主要是在一個(gè)程序周期內(nèi)，對(duì) PLC 輸入端進(jìn)行掃描，并將掃描結(jié)果寫入輸入狀態(tài)鎖存器，用于后續(xù)程序控制。在未執(zhí)行完用戶程序之前，即未到下一個(gè)程序周期，輸入狀態(tài)鎖存器值不改變。

第二，執(zhí)行用戶程序階段。在進(jìn)行這一階段的過(guò)程中，PLC依據(jù)輸入鎖存值，逐步（逐行、段）執(zhí)行用戶程序，依次得出計(jì)算結(jié)果，并將結(jié)果寫入輸出寄存器。

第三，刷新輸出階段。這一階段中用戶程序執(zhí)行完畢，刷新輸出寄存器并鎖存，直至下一個(gè)周期之前不再改變，輸出鎖存改變后驅(qū)動(dòng)外圍控制電路控制電力元件實(shí)現(xiàn)電力控制。之后再次掃描輸入端，進(jìn)行下一個(gè)程序周期。

PLC 技術(shù)進(jìn)步，使得編程的語(yǔ)言更加簡(jiǎn)潔化，讓人們更容易理解，在遇到問(wèn)題時(shí)，可以很容易地進(jìn)行在線修改。因此，將其廣泛的應(yīng)用在自動(dòng)化控制設(shè)備中，尤其是礦山機(jī)電控制中，能夠進(jìn)一步提升礦山采選效率，也為企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 礦山機(jī)電控制應(yīng)用價(jià)值

2.1 對(duì)礦山采選老系統(tǒng)進(jìn)行改造

由于近年來(lái)科學(xué)技術(shù)水平提升速度的不斷加快，致使新技術(shù)運(yùn)用成本大幅度下降，另一方面人力資源單個(gè)成本大幅度提升，人工成本在整體成本占比很大，從而推動(dòng)了“機(jī)械化換人，自動(dòng)化減人”活動(dòng)的開(kāi)展。老礦山經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，必定會(huì)留下很多老設(shè)備，而老設(shè)備機(jī)械本體依然完好，效率依然較高，但是電氣控制方面早就過(guò)時(shí)，這將帶來(lái)的結(jié)果會(huì)是需要大量人力巡檢、維護(hù)，設(shè)備故障高發(fā)，安全壓力大，這為 PLC 運(yùn)用提供良好的市場(chǎng)。PLC 高度集成，將大大降低節(jié)點(diǎn)故障，同時(shí)可以集成大量?jī)x表，加入程序后實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、維護(hù)自動(dòng)，減少巡檢、維護(hù)人工，提高運(yùn)轉(zhuǎn)率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。如 ：在對(duì)老式提升機(jī)進(jìn)行改造的過(guò)程中，對(duì) PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，與其他的設(shè)備而言，可以將直流主電機(jī)以及機(jī)械部分保留下來(lái)，加入電機(jī)定子、軸承、轉(zhuǎn)鼓軸承溫度，震動(dòng)監(jiān)測(cè)，鋼絲斷裂監(jiān)測(cè)，位置、深度測(cè)量，壓力監(jiān)測(cè)、控制，電機(jī)電壓、電流以及保護(hù)設(shè)定等，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)設(shè)備監(jiān)控、報(bào)警、安全管控自動(dòng)化，啟動(dòng)、停止程序化，提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。又如選礦中對(duì)傳統(tǒng)磨機(jī)控制進(jìn)行電氣自動(dòng)化改造，增加軸承、電機(jī)溫度，高壓電壓、電流，油系統(tǒng)油流、油壓、堵塞，齒輪溫度，勵(lì)磁、啟動(dòng)、氣動(dòng)離合、多點(diǎn)震動(dòng)監(jiān)測(cè)等，全面監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況，記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，全自動(dòng)控制各元器件，從而大大減少操作、維保人員，降低設(shè)備事故，特別是重大設(shè)備事故，大為減輕安全壓力。

改造技術(shù)力量，既可以依托自身力量，也可以尋找技術(shù)實(shí)力強(qiáng)大技術(shù)商，對(duì)于大多數(shù)礦企而言外委比較現(xiàn)實(shí)，符合實(shí)際。

2.2 自動(dòng)化系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)終端控制

在構(gòu)建全自動(dòng)系統(tǒng)中，PLC 可作為局部、現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)終端，PLC 依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和集控中心數(shù)據(jù)運(yùn)行自身程序，發(fā)出相應(yīng)操作指令。這樣的系統(tǒng)中，終端 PLC 一方面可以集中上傳現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，降低通訊構(gòu)建難度，另一方在通訊不暢或其他突發(fā)情況下運(yùn)行自身程序，可以維持現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)秩序，防止設(shè)備損壞、安全事故。如 ：井下通風(fēng)風(fēng)機(jī)，通過(guò) PLC 控制，PLC 通過(guò)光纜設(shè)備 Prof i bus總線接口上傳風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息，集控室可以察看運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟、停止，干預(yù) PLC 運(yùn)行，在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化出現(xiàn)極端情況下，PLC 運(yùn)行自身程序停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行，開(kāi)啟相應(yīng)風(fēng)門、啟動(dòng)其他風(fēng)機(jī)，以達(dá)到保護(hù)設(shè)備、安全管理目的。

2.3 能夠達(dá)到礦井下風(fēng)門自動(dòng)閉合的效果

在具體的礦山工作進(jìn)行過(guò)程中，應(yīng)用的手段很多都是人工操作，這些手段的應(yīng)用，存在著很多不便利之處，工作效率也不高。而隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，在工作期間，科學(xué)的對(duì) PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以有效的對(duì)礦井下風(fēng)門的結(jié)構(gòu)組織進(jìn)行分析，并對(duì)遠(yuǎn)紅外線的感時(shí)器進(jìn)行借助，達(dá)到礦井下的風(fēng)門自動(dòng)閉合效果，不僅節(jié)約了人力，也在一定程度上節(jié)省了資金[3]。同時(shí)，在對(duì)PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，首先應(yīng)該將窗戶打開(kāi)，然后再開(kāi)門，因?yàn)轱L(fēng)門的壓力差相對(duì)較大，再加上規(guī)模也具有龐大性，所以采用這一辦法可以有效的促進(jìn)后續(xù)工作進(jìn)行。

3 實(shí)際操作弊端分析

由于新技術(shù)運(yùn)用成本大幅度下降，人工成本上升較大，從而推動(dòng)了“機(jī)械化換人，自動(dòng)化減”活動(dòng)的開(kāi)展，促進(jìn)了 PLC 的推廣運(yùn)用，但是實(shí)際推廣運(yùn)用也存在諸多弊端。主要表現(xiàn)為 ：①雖然現(xiàn)階段國(guó)家也已經(jīng)強(qiáng)化了對(duì) PLC 技術(shù)的應(yīng)用，但由于這一技術(shù)在我國(guó)的起步相對(duì)較晚，所以，與國(guó)外的一些國(guó)家相比，這一技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)較少，技術(shù)也不夠成熟。②因前述原因，導(dǎo)致整個(gè)市場(chǎng) PLC 技術(shù)儲(chǔ)備、技術(shù)人才偏少，技術(shù)人才薪資較高，技術(shù)費(fèi)用高，影響使用與推廣。③因人工費(fèi)用較高，礦山經(jīng)濟(jì)效益下降，企業(yè)為了自身的發(fā)展，減少了高端人才，使得多數(shù)礦企高等級(jí)操作、維護(hù)人員偏少，已有人員使用 PLC 能做到，但是很難維護(hù)、特別是依據(jù)工藝、技術(shù)改變修改 PLC 程序，如果PLC 出現(xiàn)了系統(tǒng)方面的問(wèn)題以及故障，那么很多技術(shù)人員無(wú)法進(jìn)行維修，必須要對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換，這使得 PLC 技術(shù)難以大面積運(yùn)用。④ PLC 價(jià)格相對(duì)較高，在簡(jiǎn)單系統(tǒng)中、需要經(jīng)常拓展、更改的系統(tǒng)中就沒(méi)有簡(jiǎn)單電氣來(lái)的實(shí)惠，如一套溫控系統(tǒng)，正常用溫控控制器，沒(méi)有必要使用 PLC。所以，在今后的礦山行業(yè)發(fā)展中，為了可以更好的促進(jìn)自身發(fā)展，一定要強(qiáng)化對(duì) PLC技術(shù)的應(yīng)用，積極的探索，主動(dòng)學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，然后結(jié)合實(shí)際工作情況，適當(dāng)?shù)膶?duì)這一技術(shù)進(jìn)行革新 ；同時(shí)作為國(guó)家、行業(yè)層面需要促進(jìn) PLC技術(shù)培訓(xùn)、學(xué)習(xí)，培育大量懂技術(shù)、會(huì)運(yùn)用的人才，儲(chǔ)備大量的 PLC編程、技術(shù)資料，減少壁壘，降低 PLC運(yùn)用成本，讓 PLC 不再高深，就像普通電氣那么運(yùn)用普遍、普通，這樣必將縮短差距，提升 PLC 技術(shù)水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

在具體的礦山機(jī)電控制工作進(jìn)行階段，有效地對(duì) PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，除了能夠?qū)ΦV山的整體工作效率進(jìn)行提升之外，還可以從根本上推動(dòng)礦山機(jī)電控制的整體發(fā)展進(jìn)程，有效提高了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平。因此，為了可以更好的迎合時(shí)代發(fā)展，滿足當(dāng)前社會(huì)的整體進(jìn)步需求，在今后的發(fā)展期間，相關(guān)人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)的對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)的進(jìn)行更新，保證 PLC 技術(shù)能夠在礦山機(jī)電控制中發(fā)揮出其應(yīng)有的價(jià)值和作用。