PLC技术在矿山电气自动化中的应用 师保俊

发表时间:2019/3/8   来源:《电力设备》2018年第27期   作者:师保俊
[导读] 摘要:随着现代科学技术的进一步发展,电气化控制技术理论也越来越健全,现在电气化技术在社会各个生产范围内占据主要地位,得到各行业的普遍运用,使工业生产效率不断提升。
        (中联西北工程设计研究院有限公司  陕西西安  710000)
        摘要:随着现代科学技术的进一步发展,电气化控制技术理论也越来越健全,现在电气化技术在社会各个生产范围内占据主要地位,得到各行业的普遍运用,使工业生产效率不断提升。一方面由于地域、环境及人工等限制因素的影响对生产方式进行不断改进,在一定程度上工业生产成本大幅下降,并使工作生产质量不断提升。另一方面,它使劳动力从重工业生产中得以解脱,使整个工业生产过程更加完善,效率更高。如此可以看出,电气化技术的发展与社会工业发展规律保持一致,适应现在工业经济利益发展需要。
        关键词:PLC技术;矿山电气自动化;应用
        一、PLC控制技术
        PLC是一种操作数字运算电子系统,主要通过应用相关的储存器,编写好所需要的程序,在内部进行精准的计算工作,PLC的应用是为了对生产所用的设备进行自动化控制。该控制系统主要由以下四部分组成:扩展接口、CPU、电源以及输出、输入接口;数据线和电源线将这四部分连接成一个整体,在工作时协同发挥作用。模块式和固定式是PLC控制系统的两种结构形式。其中电源、中央处理器、I/O模块和机架等部分构成了模块式;而固定式较模块式则多了内存块和显示面板等。
        1、PLC技术工作原理
        在具体的操作过程中,PLC技术包括:第一阶段:输入采样阶段;PLC技术在该阶段的应用十分关键,因为输入采样环节执行效果的好坏将直接影响PLC控制效率的高低。第二阶段:执行阶段;在该阶段,PLC控制技术应用梯形图模式,按照第一阶段采集的数据,进行程序扫描,而后通过全方位的计算,最终在计算机系统中,得到拴心逻辑结果。值得注意的是,在执行时,如果第一阶段所得的数据不稳定,不能保持不变,可能会影响系统对相应指令的直接获取,无法实现PLC控制的目的。第三阶段:输出、刷新阶段;该阶段是PLC控制技术中的最后一个阶段,主要实现的是输出、存储功能,以满足自动化控制的各种要求。这三个阶段完成就是系统完成了一个扫描周期,运行一个阶段之后,这三个阶段不会停止,会继续循环进行。PLC技术工作流程示意如图1所示。
       
        图1  PLC技术工作流程图
        2、PLC控制技术的优势
        大量矿产企业的工程实践表明,PLC技术具有传统机电控制技术无法比拟的优势。主要包括以下几个方面:①PLC技术具有良好的扩展性,能够根据实际生产的需求进行系统扩展。另外,PLC控制系统还可以依据工艺流程的变化,调整、优化设备的启动顺序,实现在线编辑的功能。②PLC技术抗干扰能力强,可以满足不同工况下的系统控制要求。③PLC技术的应用范围非常广泛,可以在电气、航空、医疗及国防等工程广泛应用,并且对环境的适应能力很强。④PLC技术逻辑控制能力、数据处理能力及模块控制能力较强,可以满足矿山电气自动化控制的多方面要求。PLC系统被广泛应用于矿产企业的施工过程中,不仅为企业创造了更高的经济效益,而且,实现了企业的自动化施工,最大限度的保障了工作人员的人身财产安全。
        二、电气自动化系统分析
        1、系统构建的理论基础分析
        电气自动化系统的构建主要依靠的电气自动化理论。就当前的分析来看,有关电气自动化的研究在不断的深入,与之相关的学科体系也有了全面的建立,这位系统的深化发展提供了重要的支持。分析电气自动化系统,其中利用的主要设备有微机保护装置和直流屏等。前者是用微型计算机构成的继电保护,是电力系统继电保护的发展方向(现已基本实现,尚需发展),它具有高可靠性,高选择性,高灵敏度。后者是是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统。其中的监控主机部分高度集成化,采用单板结构(Allinone),内含绝缘监察、电池巡检、接地选线、电池活化、硅链稳压、微机中央信号等功能。图2是微机保护装置的基础结构。
       
        图2  微机保护装置的基础结构
        2、系统构建的技术支持
        电气自动化系统的构建需要有相应的技术支持,就当前的具体分析来看,其需要的技术主要有三类:其一是信息传输技术,自动化系统的运行,信息传输是关键性的内容,如果信息传输受阻,具体运行系统的环节衔接会受到影响,系统的自动化运行变无法实现。其二是控制技术。控制技术主要的作用是实现对具体信息指令的执行,如果没有控制技术,具体的命令指令不会发生结果,控制目的无法实现。第三是监督管理技术。自动化系统的运行虽然效率较高,但是如果出现问题不进行解决,轻则出现系统运行瘫痪,重会造成整个系统设备零部件的损坏,所以需要在自动化系统中做监督技术的利用。简言之,自动化系统的具体利用需要有强大的技术支持,否则系统的有效运行无法实现。
       
        图3  矿山领域软件流程图
        三、PLC技术在矿山电气自动化控制中的应用
        1、矿山通风系统
        就我国当下的情况而言,矿山工作的环境还是比较差的,特别是一些矿山开采和矿产勘测工作。电气自动化控制中的相关技术能够在一定程度上改善通风的环境,建立良好的通风系统。
        2、在矿山排水系统中的应用
        在矿山的排水系统中,应用电气自动化的控制技术是十分重要的。因为当下我国的劳动力成本越来越高,矿山的工作环境又非常差,并且人工进行操作是有误差的,工作的效率也非常低。PLC等相关技术的投入和应用,不仅能够提高工作效率,节约水源,并且能够发挥防止泄露、保温、负压等功能。当发生危险或者十分紧急的情况时,系统就会自动发出警报,提醒矿山人员自行撤离,维护矿山工作人员的生命和财产安全。另外,当矿山中应用电气自动化控制系统之后,PLC技术指挥下的系统会随时进行反馈,一些紧急情况下还能够启动另一套方案,保障对矿山工作的自动控制。
        3、在矿山提升系统中的应用
        越来越多的矿山提升系统开始淘汰以前的转子带电阻式电控系统,采用PLC控制变频器的电控系统,以及配套的斜井防跑车装置都是采用PLC控制系统,可视化操作极大地方便了检修和维护。
        四、电气自动化控制中的PLC技术发展形势
        1、数字化和网络信息化
        随着网络信息技术的不断进步,为其他领域提供了有效的技术支持。电气自动化与计算机技术紧密相连,应加强信息技术的改进,促进信息技术的不断改进。
        2、提升可靠性和抵抗干预的能力
        在整个矿山工作中,电磁干扰状况时有发生,因此,PLC技术的应用效果受到严重影响。因此,提高该技术的抗干扰性和可靠性十分重要。
        结束语
        PLC技术使用一种可编程存储器作为内部存储程序,进行逻辑计算,并通过数字、模拟对各种类型的机械或者相关生产过程进行控制。在矿山电气自动化中,广泛应用PLC技术,一方面可提高矿山机电控制自动化水平,一方面还可以提高矿产资源的开采水平。与此同时,尽管我国矿山生产中的PLC电气自动化技术已经取得了一定的发展,但是在实际应用过程中,依然有很多地方亟待改进与完善。因此,为了有效的提高PLC的技术水平,仍需继续发展与创新电气自动化生产和控制技术,强化PLC技术的研究与和开发。
        参考文献:
        [1]李炎锴,鞠玲.基于PLC技术在电气自动化系统中的电气控制应用研究[J]科研,2015(16):11-11.
        [2]熊媛.论PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].现代职业教育,2016(9):37.
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