党仕梅

（武威职业学院，甘肃 武威 733000）

随着我国经济的不断发展，对矿产资源的需求越来越大。但是在矿山开采的过程中，传统的机电控制系统效率比较低，无法满足逐渐增长的需求[1]。PLC技术是控制系统中比较重要的技术形式，其主要是以数字运算系统为主，具有极高的自动化与逻辑性，与传统的技术相比，PLC技术具有更高的灵敏度和可靠性。因此，本文对PLC技术对矿山的机电控制系统进行设计与研究阐述一些观点。

1 机电控制系统硬件设计

（1） 控制器设计。控制器主要是由主控芯片、电磁阀、传感器和电动泵共同组成。主控芯片是控制器的核心组成部件，对其进行选择时，要根据主控芯片的主频、接口资源、工业性、通讯、封装尺寸、功耗等因素进行选择。主控芯片的选择是控制器设计是否成功的关键因素，一个好的控制芯片选型方案可以选择出适合的控制芯片，使控制器的性能达到最好的状态，还可以节省硬件、软件的设计时间，同时可以节省成本[2]。在控制器中，主控芯片的功能是控制两个电磁阀的通断和一个电动泵的调速，因此，控制芯片必须具有极高的控制能力。控制器的设计目标是其可以进行自动换挡，要想完成自动换挡需要转速信号作为标志，所以，主控芯片必须具有精确、高效处理信号的能力，使控制器可以对信号进行迅速的响应。因此，本文在上述条件的筛选下，选择MC125XS123主控芯片来进行控制器的设计。

电动泵的驱动电路主要是由MOS和高速光耦共同组成，采用PWM方式进行驱动，PWM驱动可以对电动泵进行调速；高速光耦主要是将控制器MCU的信号与电动泵驱动电路之间进行隔离，光耦可以控制外部控制部件的通断，主要是通过控制器发出的信号对电动泵进行控制，通过对PWM进行调整来控制电动泵的转速。

（2）电源设计。电源主要的功能是为控制器和外部控制部件提供电力，控制器主要是在弱电状态下工作，其工作的电压比较低，而外部控制部件是在强电状态下工作，因此，外部控制部件会对控制器产生影响。为了减少此种干扰，应该将外部控制部件电源和控制器供电电源进行隔离。

2 机电控制系统软件设计

机电控制系统的软件主要分为通讯模块、传感器处理模块、数据转换模块、ECT计算模块和控制模块。

为了实现硬件设备的连接，设计了CAN通讯模块。该模块主要的功能是对控制器参数进行及时的修改与检测，还可以实现控制器与总控制器之间的通讯，实现控制器对总控制器发出命令的接收。该模块是机电控制系统实现的主要连接模块，对其起着至关重要的作用。

传感器处理模块主要以PLC技术为核心，对传感器传输的信号进行相应的处理，主要依据下述公式进行处理：

其中，M表示的是处理好的信号；κ表示的是权重；a表示的是原始信号的数值；γ表示的是标准数值。

3 机电控制系统的实现

通过硬件与软件的设计，实现了机电控制系统的运行。机电控制系统的主要控制流程为：首先传感器处理模块接收来自控制器中的传感器输出的信号，将接收到的信号采用数据转换模块转换成可识别的信号，将其传输给计算模块进行相应的计算转速，然后将得到的计算结果传输给控制模块，控制模块会依据转速的大小，对机电系统进行相应的控制。

4 实验结果与分析

为了保证本文设计的矿山机电控制系统的有效性，设计实验对其进行验证。在实验的过程中，主要采用传统机电控制系统与本文设计系统进行对比分析。由于采用的两种系统不同，因此，本文主要引入第三方软件对实验的结果进行记录与比较，观察实验结果。

（1） 数据准备。为了保证实验过程以及结果的准确性，需要对实验参数进行相应的设置。在实验的过程中，由于采用的两种机电控制系统不同，导致其对机电的控制方法也是有区别的，若是想要最大程度的保证实验的准确性，得到较为精确、可靠的结果，就要对实验过程中的外部环境参数进行相应的设置，使其保持一致。本文实验数据设置结果如表1所示。

表1 实验数据设置结果

（2）对比实验结果分析。本文设计的矿山机电控制系统的有效性主要从控制管理的效率进行验证。本文采用第三方软件对实验的数据进行记录与计算，得到的相应结果如图1所示。

图1 实验对比结果

如图1所示，本文设计的机电控制系统，其控制管理的效率高出传统控制系统30%，说明本文设计的矿山机电控制系统具备极高的有效性。

5 结语

本文主要设计了矿山机电控制系统，实现了对矿山机电设备的控制，并且其控制管理的效率远高于传统控制系统，表明设计的机电控制系统具有极高的有效性。希望本文对以后的研究有所帮助。