自动化技术在矿山机电控制中的应用探讨

2018-01-30舒兴

世界有色金属 2018年20期

舒兴

（重庆迪冉矿山工程设计有限公司，重庆 400000）

利用PLC技术的自动化控制系统，在矿山机电控制中的应用，有效的避免了传统矿山机电控制中存在的弊端，提高了矿山资源开采的工作效率，促进了矿山企业的可持续发展。

1 PLC技术的概述

（1）PLC 的基本组成部分。PLC的基础组成主要包括CPU、电源、存储器、接口以及相关的外部设备编程器。对外，通过接口实现了外部设备和PLC本身的输入和输出；对内，通过各种总线实现了内部各部分的连接。根据结构的不同，PLC又可以划分为固定式PLC 和模块式PLC 两种，前者将CPU和电源等部分组成了一个整体，无法进行分开拆卸，而后者是将所有的模块进行了组装连接，可以按照一定的规则对其进行拆卸和重新配置[1]。

（2）PLC 的优点。作为一种利用数字运算来达到控制目的的自动控制系统，PLC可以利用存储在存储器当中各种可以编程的操作指令，包括运算指令、控制指令等，对连接到PLC接口上的机械设备进行控制。其主要优点如下：①抗干扰能力强，可以抵抗各种内外界因素的干扰，不易发生损坏，维护费用较低。②本身可以重新组合，系统在应用过程中较为灵活、方便。③编程所需的语言简单，而且可以根据不同的需求对程序进行及时的修改。

2 PLC 技术在矿山机电控制中的应用研究

（1）利用PLC 技术对矿山老旧提升机进行改造。在对矿山的老旧提升机进行改造过程中，可以对其机械和主机部分进行保留，通过大功率晶匣管变流器和可编程控制器对其继电器控制设备进行更新，从而提升其工作性能，主要步骤如下：①对矿山老旧提升机的旧操作台进行位置的变更，在其位置上安装新操作台。在新操作台安装和调试期间，暂时使用旧操作台进行矿山老旧提升机的控制。②将新旧系统的转换刀闸设置在电枢回路上，通过提多路航空插头，来实现新旧系统的有效切换。当新系统调试完毕之后，可以根据实际情况选择保留或者拆除旧系统。③在进行新系统安装过程中，必须严格控制施工的质量。施工过程中，应确保新系统检修人员现场进行操作新系统的安装和调试操作，从而提高其对系统的了解程度，便于后期的维护和检修工作开展。④对于井筒位置开关、行程、机械润滑系统在进行监测时，为了缩短调试所需的时间，可以采用电控监测的方式进行。同时在新系统安装完成之后，还需要对传感器进行监测，确保其相关参数与设计要求的保持一致。⑤由于变环系统很容易受到速度、电流以及位置等闭环因素的影响，因此，必须重视以上三个闭环的准确性。每天都需要对速度、电流以及位置闭环进行检修，并利用编码器输出试验和电枢回路电流环控制试验对其相关参数的响应进行测试和确认，为接下来的系统空载和重载调试试验提供便利的条件。⑥最后全矿井的机电设备需要进行停产检修，并对新系统进行空载调试运行。在系统的空载试验合格之后，可以对系统进行重栽试验。只有重载试验合格，才能确保矿山老旧提升机完全实现了自动化技术的改造。

（2）实现井下风门自动启闭的分析。在矿区，井下风门可以利用红外传感器对过往的车辆进行监测。利用这一特性，可以借助PLC技术实现风门的自动开启和关闭，从而减轻相关工作人员的工作量，提高对车辆和行人的安全保障。

在PLC技术应用过程中，由于风门两侧的气压存在差异，导致风门存在较大的压强，为了降低风门在自动开启过程中所需要的开启压力，可以通过窗口的设置来平衡风门两侧的气压差。由于窗口的面积较风门而言较小，因此所需的开启压力也较小。

在利用PLC技术进行井下风门的自动启闭时，其工作原理如下：①当井下风门需要打开时，相关的开启控制信号传递到二位五通双控电磁阀，尤其对供气为孩子的活塞运动进行控制，将井下风门之上的窗口打开。此时，风门两次的气压差在窗口的作用下，迅速降低直到两侧气压值区域一致，从而减弱了风门需要开启的压力。②当窗口打开到大约30度左右时，受到固定销挡的作用，窗口停止开启，此时在活塞运动的带动下，行走部分持续向外运动，完成了风门的开启工作。③当井下风门开启到90度时，整个开启过程结束，行人和车辆可以安全通过井下风门。采用相同的方式，通过对二位五通双控电磁阀方向的控制，可以完成井下风门的关闭控制。

（3）PLC 在空气压缩机群微机监控系统的应用。将PLC技术应用到空气压缩机群微机监控系统，有效的提高了空气压缩机群微机监控系统的准确性，提高了其抗干扰能力，确保了空气压缩机安全稳定的运行。通过自动化技术在空气压缩机群组微机控制系统中的应用，可以借助温度、压力变送器以及断水装置对矿山的现场进行相关信息的采集，并通过PLC对采集到的信息进行处理，实时的显示设备的工作状态和相关参数，帮助相关工作人员更清晰的了解设备运行情况，确保了空气压缩机的安全稳定运行。

（4）分析PLC 在选煤厂集控系统中的应用。某选煤厂原有的控制站、集控室和储运集控室分别负责各自区域的机电设备控制，相互之间并无关联，独立性较强，导致所采用的控制主机版本也不尽相同。一定程度上增大了矿山机电控制管理的和难度。通过引入PLC技术，将该厂的控制系统优化成新集控系统和原煤车间两个系统口，不仅实现了可以在上位机上的相互方位，而且有效的提高了矿山的管理工作效率。

（5）下运胶带机中KZP 型盘式可控制动装置的应用。作为机电液一体化设备，KZP 型盘式可控制动装置的闸瓦和制动盘在膜材过程中产生的动力，可以作为盘式可控制装置的制动力。如果需要对其制动力进行改变，需要借助闸瓦对制动盘正压力进行调节，再加上制动盘正压力随着制动油压的增高而增高，也就意味着，在进行制动力调整过程中，也对液压系统的控制油压进行了调节。通过PLC技术的应用，实现了KZP 型盘式可控制动装置“可控”管理。通过设置在主驱动电机输出轴和胶带输送机上的传感器，对电动机和胶带的转速进行采集，如果所采集到的速度高于设备值，则需要对制度系统的油压进行减少调节，即降低制动闸液压比例阀的供电。反之，则需要增大制动闸液压比例阀的供电。从而实现了确保胶带始终处于正常速度运转的目的。