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PLC技术在矿山机电控制中的应用杨继升

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：杨继升

[导读] 摘要：PLC技术作为自动化技术的核心，也被广泛应用在矿山机电控制中。

        龙煤鹤岗矿业公司益新煤矿黑龙江 154106
        摘要：PLC技术作为自动化技术的核心，也被广泛应用在矿山机电控制中。现如今，大部分矿山企业都采用了自动化系统，并通过运用PLC技术对矿山机电设备进行了控制。实践证明，PLC技术不仅能帮助工作人员高效控制机电系统，而且也能保证机电设备的正常运行，保证开采作业的安全。文章就此展开了讨论，先是结合实际分析了PLC技术的优缺点，然后详细分析了PLC技术在矿山机电控制中的应用。
        关键词：PLC技术；矿山机电控制；应用
        前言：
        随着科学技术的进一步发展，我国对于矿产资源的需求在不断增大，故提高矿山的开采效率是极为关键。从生活中可以发现很多矿山企业都采取机电设备自动化管理技术，在这其中PLC技术可以对设备进行有效的控制。通过利用它的智能化操作和自动操作能力可以大大提高工作的安全性，同时也可以提高工作的效率，这对于矿山企业的发展而言是十分有利的。
        一、PLC技术概述
        PLC技术是一种应用在工业环境的自动化控制器，与以往的技术相比，其操作非常便利，功能相对齐全，并且可以实现自动计数以及计算时间于一体化的自动化控制目的，大大提升了整体的工作效率。同时，PLC技术也可以作为一种可编程的自动化控制器，与传统的系统不同，这一系统不会有太多的局限，其灵活性非常高。同时，科学的采用该技术，也可以让经济效益得到全面提升，因为这一技术的柔韧性相对较好，可以实现信息自动化，再加上这一技术具有较强的抗干扰能力，在应用期间相对便捷，能够有效的促进工作效率提高。
        二、PLC技术在矿山机电控制中的技术优势
        1.技术的可靠性
        由于矿山煤矿开采过程是一项极其复杂的系统化工程作业，且矿山都具有一定的地形地势、内部结构特点，为确保矿山开采作业的安全性和高效性，现代化煤矿开采工作需要依靠高效率的机电设备来完成，同时为加强矿山开采作业的安全性，尽量减少人工作业时间环节，矿山开采技术人员会通过计算机技术实现对矿山生产机电设备的实时控制。但是，由于矿山地势结构十分复杂，机电设备很容易发生性能故障，在煤矿开采过程中出现失控状况，严重影响矿山开采正常运行进度，甚至对煤矿生产作业技术人员的人身安全造成严重威胁。为提高矿山机电设备运行的稳定性，将PLC技术引入到矿山机电设备控制环节，利用PLC技术的优良抗干扰特性，以及PLC集成电路板的精良制作工艺，使PLC技术自动化控制具有较强的稳定性、可靠性，大大降低矿山机电设备的故障发生率，矿山开采技术人员通过PLC技术可以实时监控矿山机电设备的运行状态，确保煤矿生产开采的安全性、稳定性。
        2.功能的多样性
        随着计算机、信息化通信行业的不断发展，PLC技术随之得到不断优化和更新，现阶段的PLC技术不但能够实时监测矿山机电设备的运行状况，而且还可以对矿山开采作业的各种数据进行采集、分析、运算、处理，从而有效提高矿山机电设备控制的精准度和高效性。同时，PLC技术还具备检测矿山机电设备故障、实时监测机电设备位置、控制矿山机电温度的功能，使矿山机电控制作业更加方便、快捷，实现矿山机电设备的自动化作业，不仅可以提高煤矿生产效率，而且减轻矿山开采技术人员的工作量。
        三、PLC技术在矿山机电控制中的应用
        1.PLC技术在矿山提升机的应用
        矿山提升机是矿山开采作业的关键设备。现如今，随着矿山行业的迅速发展，PLC技术在矿山提升机的应用越来越深入，以PLC为基础的矿山提升机设备种类也越来越多。

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        文章以JK型矿井提升机为例，介绍了PLC技术的应用。JK型矿井提升机的主要技术特点是以PLC编程变控或PLC控制变频控制、采用油缸后置式盘制动器及电—液联合控制、具有径向齿块式调绳离合器。另外，在矿山提升机的设计中，设计人员还依据了AQ1035-2007《煤矿用单绳缠绕式矿井提升机安全检验规范》、GB20961-2007《单绳缠绕式矿井提升机》等规范，以此保证矿山提升机的合理性、科学性。该型号的提升机基本包括动力系统、制动系统、控制操作系统、指示及保护系统等其他附属部分。
        其中，制动系统包括液压站、制动器装置等；控制操作系统包括电气控制设备、操作台等。指示、保护系统则包括深度指示器、编码器装置等。而该型号矿井提升机的PLC电控部分主要由轴编码器、动力控柜等组成。并且采用了双PLC控制，除却可以完成半自动运行、绞车手动外，还可通过高速计算器模块接收轴编码器发出信号，并准确计算出矿车的速度位置，最终提供可靠的过速保护、软过卷保护等。另外，同型号、不同系列的矿井提升机的基本参数存在一些不同。比如卷筒规格、钢丝绳最大静张力、平均提升速度、电动机规格、外形尺寸等参数均有些不同。
        2.PLC技术在胶带机改造中的应用
        胶带机是一种运输设备，在矿山开采中主要作用就是运输矿石。这种设备具有运输距离长、连续运输、运量大等特点。利用PLC技术改造胶带机，可实现胶带机的自动化、集中化控制。尤其是在高产的矿山中，更要加强胶带机的改造，从而使其满足矿山生产需求。本文以某矿山为例，详细分析了如何利用PLC技术改造胶机。该矿山的胶带机经过长时间的运行已经出现了线圈老化、继电器接触点氧化、需人工操纵液压设备等问题。对此，技术人员重新进行了电控系统PLC程序的设计，并利用AD模数转换模块实现了液压拉紧控制系统、盘闸控制切换的改造，从而有效提升了胶带机的自动化控制水平。
        其具体改造方案如下：第一，技术人员应结合实际需求，设计胶带机的自动起车程序，并重新设置了PLC输入输出控制、保护装置。随后，技术人员将保护装置、外围控制以此连接在了相关设备上。第二，对于烟雾传感器的接入，可直接接入保护装置、外围控制。第三，对于撕裂、堆煤等的保护信号，可直接编入控制器。第四，对于速度传感器的接入，主要就是应用开关量输入、内部计数器计数，而后进行设定值、输入值的对比。第五，在液压拉紧方面。若是在胶带机的停机检修中，可采用手动张紧方法。在胶带机正常运行的时候，可采用自动张紧方法。第六，在盘闸电机的切换中，可充分利用PLC技术的特点，结合控制程序实现盘闸机的灵活切换。实践证明：经过一段时间的运行之后发现采用PLC技术进行胶带机的生机、改造后，胶带机运行故障发生率明显降低，且设备开机速度越来越快。
        3.井下排水系统的改造
        为实现矿山井下水泵无人值守自动排水，减少人工作业环节，对矿井下抽排水系统进行自动化控制改造，以此保证矿井下煤矿生产的安全稳定运行。井下煤矿生产作业排水系统改造主要涉及高压水泵，包括控制闸阀、设备控制柜、排水管安装调试等。技术人员通过安装PLC控制柜完成机电线路铺设工作，同时安装调试矿井下真空引水装置、控制闸阀以及水泵排水管等。将PLC自动控制技术应用在井下排水机电设备中，在很大程度上控制井下作业生产成本，不仅提高矿井作业综合排水能力，而且煤矿生产灾害防控水平得到大幅提升，为井下煤矿安全稳定生产作业提供可靠的技术环境，PLC自动化控制技术在井下排水系统改造中具有明显的作用优势。
        结语：
        综上所述，矿山资源在开采的过程中使用到机电设备是必须的，很多企业的机电设备仍然使用继电器，这对于人们的安全造成一定的威胁。PLC技术在矿山机电控制中的应用可以在保障安全性的同时大大提高工作的效率和质量，它可以帮助企业获得更多的经济效益，故它是值得推广应用的，这在一定程度上可以推动上社会的进步。
        参考文献：
        [1]鲍捷，欧仁侠，陈洪斌.PLC技术的应用对矿山机电控制的影响[J].世界有色金属，2018（17）：28+30.
        [2]李瑞平，陈桂萍，齐广超.PLC技术在矿山机电控制中的应用[J].山东工业技术，2018（19）：120.