张 倩

（三门峡职业技术学院，河南三门峡 472000）

0 引言

煤矿生产的机械化程度不断提高，各种机电设备的使用提高煤矿开采的效率，减轻人员的劳动负担，利用PLC 技术对煤矿机电设备进行控制，相比较传统的控制方式，优势明显，在提高设备运行效率，降低运行能耗的同时，也可以及时发现煤矿生产中存在的安全隐患，保证煤矿生产安全。

1 PLC 技术的特点

PLC 具有几个非常鲜明的特点。①编程简单，使用方便。PLC 中使用的编程语言是逻辑图、梯形图或者语句表等简明语言，不需要用到计算机知识，系统开发周期短、现场调试简单，可以实现程序的在线调整，在保持硬件不变的情况下，方便对控制程序进行修改；②性价比高。PLC 具备极强的功能，可以实现复杂控制，与同类型继电器相比，性价比更高，而且能够结合通信网实现集中管理和分散控制；③适应性强。经过长期发展，PLC 产品已经基本实现系列化、标准化和模块化，能够为用户提供各种各样的硬件设施，使得用户可以根据实际需求进行灵活选择和配置，组建规模和功能各异的系统[1]，PLC 本身的带负载能力强，可以直接驱动小型交流接触器和电磁阀；④可靠性高。传统继电控制系统采用的多是时间继电器或者中间继电器，触点接触不良很容易引发故障，在PLC中，继电器被软件程序取代，只需要保留少数与输入输出相关的硬件即可，可靠性更高。同时，在PLC 中，应用大量硬件及软件抗干扰措施，使得他具备较强的抗干扰能力，能够在电磁干扰强烈的工业生产现场直接使用。

2 PLC 技术在煤矿机电设备控制中的优势

作为一种自动化控制系统，PLC 在最初的工程设计理念中，充分体现出便捷的特点，将其应用到煤矿机电设备控制中，可以切实保证设备的稳定可靠运行[2]，而且控制的灵活性更强。PLC 在煤矿机电设备控制中的优势主要体现在几个方面：①操作便利。煤矿生产中的机电设备多，不同设备有不同的控制要求，控制中如果采用PLC 技术，则控制的难度会大大降低，对于操作人员的专业水平的要求也会随之下降，在这种情况下，操作人员不需要做出任何改变，就可以运用自身掌握的专业技术，对PLC 系统中的各种参数进行调整，以PLC 梯形图技术为例，能够依照既定流程，进行机电设备的操作和控制，与其他控制技术相比，操作更加简单便捷；②成本低廉。PLC 技术在实际应用中的成本较低，因为其本身具备较高的集成度，在运行过程中，只需要配合相应的外接体系就可以保证控制功能的发挥，与继电器控制相比，PLC 技术本身的成本虽然相对较高，但是性能更加全面，通过合理应用，可以对煤矿机电设备控制系统的整体结构进行简化，从而降低机电设备的使用成本[3]。不仅如此，PLC技术的应用，还能够以网络为支撑，实现信息的互动与交流，为煤矿机电控制系统的构建和完善提供良好支撑；③技术安全。经过较长时间的发展，PLC 技术的硬件设施配套十分完善，相比较传统技术有着更加明显的优势，而且其安全性更好，将其应用到煤矿机电设备控制中，能够在保证控制效果的同时，提升机电控制的安全性。

3 PLC 技术在煤矿机电设备控制中的应用

3.1 应用原理

3.1.1 输入采样

输入采样强调对相关信息的输入，一般都会采用扫描仪来提高输入的效率，将扫描得到的数据存储在相关设备中，然后再进行出传输。当煤矿机电设备运行中需要用到相应的数据时，PLC 扫描系统工作，通过对系统内部的扫描来实现机电设备的有效控制，以此来保证控制的随机性和有效性，在这个过程中必须确保数据的真实性、全面性和及时性，做好合理分类，同时不能对扫描数据做出任何更改，要求其必须与实际数据保持高度吻合[4]。

3.1.2 程序执行

在数据信息输入采样完成后，还需要进入梯形图模式进行扫描，这个过程要求依照自上而下、从左到右的顺序开展逻辑计算，形成完善的计算机网络扫描数据，以此为参考，对区域内的程序进行更新。在程序执行过程中，必须保证在1 个扫描周期内输入采样数据不会发生任何变化，将输入点控制在原本的状态，避免因为输入点或者数据的变化而引发操作漏洞，对于得到的执行结果，同样不能进行改变。

3.1.3 输出刷新

输出刷新是操作的最终环节，对上述2 个环节处理结果的总结分析，形成相应的结论，然后将结论以数据信息的模式进行输出，确保其他系统能够以此为基础，执行相应的操作指令。必须切实保证信息传输的通畅性，保证操作指令的真实有效，同时要求其必须能够及时传递，以此来提升机电设备控制的效果[5]。

3.2 具体应用

3.2.1 在提升机中的应用

将PLC 技术应用到提升机控制中，能够切实保证其运行安全。提升机是联系地面与井下的主要途径，也是煤矿运输系统中的核心环节，运行质量会直接影响煤矿的生产安全。传统煤矿提升机采用的控制系统多是继电器控制，作业效率低，设备使用周期短，需要手动操作。PLC 技术的应用，不仅可以提升机操控的精度，也能够帮助工作人员动态监测机械设备的实际运行状态，一旦发现异常，设置在提升机中的感应装置会立即将异常信息反馈给控制中心，发出相应的声光报警，提醒操作人员注意的同时，也会立即执行预先设定好的应急程序来实现安全停车，从而减少提升机运行中的安全隐患。

3.2.2 在绞车中的应用

PLC 技术在绞车控制中的应用主要体现在运行方向控制，通过设置具有针对性的技术设备，能够完成绞车开关状态和不同状态发生次数的统计分析，如果检测到绞车启动按钮于较短的时间内出现反复变化，则会通过相应的计数设备来对其他计数设备进行调节，通过开关与绞车上方熔碰的方式来加大吸附力，推动绞车向上移动。反之，如果检测到绞车启动按钮在相应时间段内的状态变化较少，则开关会与绞车下方熔碰，推动绞车向下移动。

3.2.3 在运输机系统中的应用

传统技术条件下，煤矿井下胶带运输系统的操控方式多为人工操作，如果需要将运行中的胶带停止，操作人员会通过对液压机械中油压的调控来实现闸瓦和制动片的接触，通过增加胶带运输机摩擦力的方式，实现设备停车。这种方法虽然有效，但是因为摩擦力的存在，制定过程中制动片会产生大量热能，可能会对煤矿运输以及操作人员的人身安全造成威胁，而且会导致机械设备的严重磨损，影响其使用寿命。与之相比，PLC 技术在胶带运输机系统中的应用，能够通过控制系统来实现对运输机制动片的实时监测工作，在设备停车的过程中，配合间歇式控制手段来减少热量的产生，不仅保证制动的有效性，减少制动作业中的安全隐患，同时也能够减少设备磨损问题，延长设备的使用寿命。

3.2.4 在风门监控中的应用

矿井系统中，风门是巷道内部气体实现内外交换的关键渠道，能够将煤矿开采中产生的有毒有害气体和粉尘输送到地面，以此来保证巷道内部和矿井的良好通风，其运行效果对于矿井生产安全意义重大。以往煤矿生产中，风门的控制多数是依靠人工进行，但是因为井下负压的存在，人工进行风门调控不仅难度大，还容易造成风门的损坏，对煤矿井下通风安全造成威胁。PLC 技术的应用，可以通过在风门位置安装红外感应装置的方式，实现对风门位置人车通行状况的实时监测，当感应到有车辆需要通过风门时，红外装置会将收集到的信息传输到PLC 控制中心，由控制中心控制相关执行单元，操控风门启动，而等到车辆完全通过后，在确认安全的情况下，控制系统会再次控制执行单元关闭风门。通过这样的方式，风门控制的效率和安全性可以得到极大提高，也能够实现控制的自动化[6]。

3.2.5 在安全系统中的应用

在煤矿生产中，安全系统的重要性不言而喻，因为煤矿开采深度较大，人员疏散难度大，一旦发生安全事故，将会引发极其严重的后果。对原本的煤矿生产安全管理模式进行分析，虽然安全问题备受重视，但是无论是机械设备而还是检测系统，都比较简单，得到的各类管理信息不够全面和精准，也就无法为煤矿安全管理提供可靠支撑。PLC 技术的应用，能够显著提升煤矿安全管理系统的运行效果，配合感应装置和探测系统，管理人员能够实时掌握井下情况，而在感应到异常后，系统会自动报警，并将报警信息传输到控制中心，以此来保证安全监管的实时性，还能够对一些人工控制难度较大的环节进行有效处理，保证安全管控的效果。

3.3 注意事项

（1）应该充分了解煤矿的实际运行情况，对其机电设备的类型、性能以及运行管理状况等进行详细分析，找出其中存在的不足和问题，采取有效措施来保证PLC 技术的应用效果。

（2）应该进一步提升作业人员的专业素质，配合定期培训和考核，确保技术人员能够熟练掌握PLC 设备的操作方法，预防不规范操作可能引发的问题，同时还应该促进其实践应用能力的提升，避免出现空有理论而实践能力不足的情况。

（3）应该重视对于煤矿机电设备的日常维护工作，构建起全面且具有针对性的检查机制，做好机电设备运行状况的跟踪管理，以此来强化PLC 技术的应用效果。

4 结语

将PLC 技术应用到煤矿机电设备控制中，能够实现对煤矿生产各个环节的整合，形成完善统一的控制系统，在提升煤矿生产效率的同时，还能够对井下作业的环境进行改善，保证煤矿生产安全。在煤矿发展中，管理人员应该充分重视PLC 技术的应用，做好深入研究，将PLC 技术普及到煤矿生产的各个领域，为矿井的现代化和信息化建设注入新的活力。