吴君

摘要：现阶段，伴随着自动化技术的迅速发展，PLC技术作为自动化控制领域中一项极其重要的控制技术，已在矿山机电控制中得到了非常广泛的应用，并且能够满足煤矿企业对于现代化生产的基本需求。随着PLC技术在矿山机电设备控制中的广泛应用，极大地提升了矿山机电设备的自动化水平，也为安全生产奠定了良好的基础。因此，进一步的加强PLC技术在矿山机电设备中控制中的实际应用研究相当重要。本文主要阐述PLC技术的内涵和技术特性，以及PLC技术在煤矿机电系统中的具体应用，以供参考。

关键词：PLC技术;矿山机电;应用研究

1 绪论

随着矿山建设中越来越多地使用大型机电设备，且其具有快速、高效的运行效率，成为我国矿山工业现代化发展的重要因素，且进一步提高机电设备运行效率和实施机电设备的自动化技术已成为矿业未来技术发展的重要方向。此外，PLC技術主要是在软件编程、自动化控制技术等方面实现对矿山机电设备的自动化控制，所以其不仅可以实现机电设备的自动化操作还能够有效的实现智能化的控制，而且可以更准确地执行相关的生产操作，从而极大地解放劳动力，并有效提高采矿的安全性[1]。

2 PLC技术概述

2.1 PLC技术的定义

PLC有非常多的定义形式。国际电工委员会（IEC）将PLC定义为：它是一个由数字操作驱动的可编程电子控制系统。此外，PLC是通过使用可编程存储器来实现内部操作、定时和计算数据传输，并使用各种数字信号来控制各种类型的设备进行输入和输出。

2.2 PLC技术特性分析

2.2.1 逻辑处理速度快

PLC技术主要是通过云指令操作平台进行各种数据信息的处理，且能够在每秒中处理成百上千条数据信息。因此，可以在有效时间内对PLC中的数据信息进行采样、量化和编码。云计算平台主要是使用一个应用程序通过FrameworkScheduler函数来实现终端系统的数据库输出，假设终端系统正在运行，它将实时监视数据的传输情况。一旦确定数据字段信息在传输过程中丢失或更改，计算器将自动切换到重传模式以进行重用，以确保数据库数据信息的准确性[2]。

2.2.2 安全配置高

PLC的安全性主要体现在软硬件配置级别上。在硬件系统中，PLC主要是控制电路和内部存储系统，而且大多数情况下它们都是采用电隔离的工作模式，因此CPU在运行期间不会受到外部电磁信号的干扰。由于操作控制电路和CPU的原始结构电路在同一传输路径上，因此高压线产生的强电磁波会对CPU造成一定的干扰，从而丢失所存储的数据。在机械设计中，PLC可以自动化的调节工作温度。当设备以大功率运行时，内部的温度会升高。如果温度超过某个范围，则终端操作系统将瘫痪。PLC所使用的温度控制系统，当温度超过一定范围，终端系统将关闭以保持设备在50℃以下的温度。在软件安全性的配置结构中，处理时间监视程序主要用于定期监视数据信息的动态变化。PLC在监视过程中为数据信息周期设置一个计时器，数据传输为100m/s，因此可以随时对数据进行安全的监控[3]。如果超过监视时间，则PLC将不再工作。假设数据通过信息的时间不超过监视时间，则正在运行的系统将触发重新启动状态。

2.2.3 操作灵活度大

PLC技术目前可以对机电设备控制系统实现灵活的控制，例如设备设置、安装、编程计算等。而且PLC系统主要是使用集成电路板和二极管数据块等组件，并且其中大部分元件都是可以从制造商处直接订购以完成整个安装和配置过程。在系统安装过程中，PLC技术是利用一次性的连接模式，因为每一个原始串连模块下都有固定的端口进行连接。但是，在现有的安装过程所使用的都是通用的连接器，这是为了简化整个的安装过程。此外，PLC的编程模式一般使用的是C编程模式，该模式可以有效的处理低级内存，并且还不需要对其他的语言进行替换。

3 传统矿山设备的PLC技术改造

对传统矿山的设备改造时，需要对传统的提升机进行及时的改造，其最终改造的目的就是为了能够更好的将PLC技术集成到现有的设备的自动化控制中去，通过使用全新的程序编辑器和较大功率的晶闸管，并将其直接应用于对传统矿山设备的改进和替换。主要的改进方法：首先，用更加科学合理的PLC技术电子操作方式代替传统的操作方法。在应用PLC技术的同时，需要保留原来的工作方法，进而转换成备用控制方法。并通过安装原件，可以人为地控制新的和旧的控制模式之间的切换，然后传统升降机的原件主要用于针对性的制动操作。电子控制识别系统和相关传感器已经扩展到包括设备润滑和其他控制方面。在输电测试过程中，有必要准确记录参数，以免发生工作事故[4]。然后将新的和旧的控制模式进行组合以进行适当的调试和转换，确保其准确性，最后就是对适当的人员进行专业化的培训，以严格保证设备操作员的专业质量。一旦确定相关人员具有出色的工作技能，在进行应用和重新设计后，即可将其应用到一线的设备制造中去。

4 PLC技术在矿机电系统中的具体应用

4.1 在矿山机电系统提升机中的应用

PLC主要是调节矿机机电控制中提升机的工作速度，当传统的机电提升机的工作速度达到2到3m/s，功率会高达20kW，这样的操作形式会造成提升机消耗大量的电量，而且还会出现高频率的故障。PLC技术的主要目的是就是在提升机的提升和牵引系统中增加重力传感器，该重力传感器可以实时监控2.3—3.5吨的重力范围。在提升机起重物品重量小于1吨时，提升机具有最高的运行速度，始终保持在3m/s的提升速度。在提升机的提升力所允许的范围内，重力传感器会根据设备的特性主动的调整提升速度，以确保提升机的运行状况保持正常。当提升机起重载荷的重力超过了设备的检测范围时，PLC起动器驱动系统会自动提高提升机的传递功率。此外，PLC还能够根据物体的重量来更换提升机的齿轮大小，主要常见的备用尺寸有：10cm、14cm、20cm、25cm和30cm，从而有效的改变提升机的动力。假设提升机举起2吨的煤矿的机电设备，并且工作功率为16kW，将使用10cm的滑动齿轮来进行操作。当提升机的重力超过了一定的速度范围时，齿轮与链条之间的摩擦力会急剧增加，长时间的超重操作对于提升机而言会出现非常严重的损耗。PLC应用的自动化控制系统可以确保设备的正常安全、稳定运行。

4.2 PLC技术对运胶带机的改造应用

随着电液一体化的技术逐渐成熟，其已经开始应用到矿山机电设备的控制系统中。KZP系列盘式装置是主要的系统控制装置，且被分为三个部分：它主要由液压站、电子控制装置以及制动装置组成。在所有受控设备中，制动设备主要是利用制动衬块和制动盘之间的摩擦力来产生一定有效的制动扭矩，然后再进一步调节液压站来对制动力进行改变。在设备正常运行期间，若系统中的机油压力达到最大值时，前进压力就会变为0，制动器就会处于放松的制动状态，并且制動衬块和制动盘之间存在一定距离。此外，电动液压控制系统会自动的发布指令，设备就根据指令来自动降低油压，从而实现机电设备的自动化制动控制。

4.3 实现井下风门的自动启闭

在矿山的实际生产中，地下风门通常是手动打开和关闭的。但是，地下门的负压比较大，开闭门的劳动力的消耗也比较大。手动打开和关闭风门也非常不方便，错误的操作也会严重的损坏风门。利用PLC技术，我们还可以使用红外传感器对进出的车辆进行动态记录，然后使用可编程控制器实现对地下阀门自动开关控制。通过自动打开和关闭襟翼，可以有效地确保车辆操作的安全性和可靠性，并且还能够极大地降低整个的运营成本。在设计顺序控制时，我们需要注意先打开窗户然后再打开门。设计原理是风门的两侧之间存在一定的压差，地下风门的面积很大，风门的开启压力通常为3050kg。为了安全和可靠地打开和关闭窗扇，通常在窗扇上形成相对较小的窗口，以均衡窗扇两侧的压力。当两侧压力平衡时，可以减少打开和关闭风门的劳动力。在PLC控制中，车辆的进出使用红外和红外测量设备进行记录。当需要打开风门时，控制信号将会主动发送到两位五通双控制电磁阀，一旦电磁阀收到控制信号后，系统将会连接气源然后进行通气[5]。此时，活塞在阻尼器上打开一个小窗口。当风门到达设定位置时，它停止移动，风门打开。通过活塞的反向移动关闭风门时，先关闭小窗，然后关闭风门。

4.4 PLC技术在矿山机电控制中的实际应用效果

PLC技术是自动化领域中最重要的设备控制技术，并广泛用于机电采矿机中。PLC技术的广泛应用以及产生了相对重大的影响，并提高了矿山生产的机电采矿设备的自动化水平。机电控制器中的数据变得更加准确，从而提高了设备的稳定性。与此同时，PLC技术提高了传统提升机的效率，在此阶段上有效地提升了提升机的运行效率，并实现了地下采矿作业期间气门的自动打开和关闭，从而进一步减少了人工操作并提高了操作的效率和安全性。

5 结论

综上所述，随着我们采矿业的竞争激烈。如果相关的矿业企业希望在竞争激烈的市场中找到对自身有利的市场定位，就必须不断提高采矿的效率和安全性。作为自动化控制领域中非常核心的技术之一，PLC技术已经成为了机电设备的核心技术。PLC技术的广泛应用极大地填补了我国矿山机电自动化控制技术方面的空白，并有效地提高了机电设备的自动化水平，实现了现代化的矿山开采。因此，矿业公司必须通过深入研究来密切关注PLC技术，以及探究其技术的未来发展。

参考文献：

[1]宋雪峰.矿山机电控制中PLC技术的应用研究[J].矿业装备，2019（02）：46-47.

[2]闫志敏.PLC技术在矿山机电控制中的应用研究[J].机械管理开发，2017，32（12）：127-128+138.

[3]王敬文.PLC技术在机械电气控制装置中的应用探讨[J].科学技术创新，2018，（016）：194-195.

[4]冯文君.PLC技术在矿山机电控制中应用研究[J].科技创新导报，2017，14（18）：114-115.

[5]张宇，汪玥玢.PLC技术在矿山机电控制中应用研究[J].现代交际，2016（13）：250-251.