王衡 魏金玉

摘 要：隨著科技的發(fā)展，PLC技術(shù)在煤礦電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，PLC技術(shù)的應(yīng)用有效提升了煤礦的生產(chǎn)效率。因此，研究PLC技術(shù)在煤礦電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用意義重大。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);煤礦電氣自動(dòng)化;生產(chǎn)效率

中圖分類(lèi)號(hào)：TD67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）07-0066-02

Abstract： With the development of science and technology， PLC technology is widely used in coal mine electrical automation. According to the actual application situation， the application of PLC technology has effectively improved the production efficiency of coal mines. Therefore， it is of great significance to study the application of PLC technology in coal mine electrical automation.

Keywords： PLC technology;coal mine electrical automation;production efficiency

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，煤炭資源數(shù)量和質(zhì)量的需求與日俱增。為滿足新形勢(shì)下對(duì)煤炭資源的需求，需不斷完善生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)。PLC技術(shù)的應(yīng)用，提升了煤礦電氣自動(dòng)化的生產(chǎn)水平，解決了傳統(tǒng)電氣生產(chǎn)中能耗高、可靠性低等問(wèn)題，促進(jìn)了煤礦行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 PLC概述

PLC即可編程控制器，是計(jì)算機(jī)技術(shù)的分支，專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)生產(chǎn)。PLC的結(jié)構(gòu)包括電源、系統(tǒng)程序儲(chǔ)存器、接口電路、CPU、通信模塊及功能模塊。

具體工作原理如下。

①輸入采樣。PLC通過(guò)掃描收集需讀入的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，然后儲(chǔ)存到相應(yīng)的映象區(qū)單元。采樣結(jié)束后，PLC可執(zhí)行用戶程序并進(jìn)行刷新。此階段可任意輸入數(shù)據(jù)。

②程序執(zhí)行。PLC按照梯形圖程序的順序，自上而下、從左到右執(zhí)行用戶程序。程序執(zhí)行中，根據(jù)程序運(yùn)算指令，通過(guò)邏輯運(yùn)算或其他運(yùn)算計(jì)算結(jié)果，存入相應(yīng)內(nèi)部繼電器，然后刷新對(duì)應(yīng)狀態(tài)，確定是否需要執(zhí)行相關(guān)指令。

③輸出刷新。掃描結(jié)束后，PLC開(kāi)始輸出刷新。CPU根據(jù)映象區(qū)的狀態(tài)和具體數(shù)據(jù)，鎖存所有輸出電路，然后輸出驅(qū)動(dòng)外部程序。

以上步驟是PLC工作的一個(gè)周期。PLC運(yùn)行中，將重復(fù)執(zhí)行上述步驟[1]。

2 PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

①穩(wěn)定性強(qiáng)，抗干擾能力好。電氣自動(dòng)化中，PLC技術(shù)通過(guò)大規(guī)模使用集成電路技術(shù)，提高了系統(tǒng)的整體可靠性。同時(shí)，PLC的硬件具備自我檢測(cè)功能，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障，并進(jìn)行報(bào)警。大型企業(yè)在生產(chǎn)中引入PLC技術(shù)，有效降低了生產(chǎn)故障率，提升了生產(chǎn)效率。

②功能強(qiáng)大，維護(hù)簡(jiǎn)單，且能耗小。PLC技術(shù)在理論和實(shí)踐方面均已較為成熟，可滿足煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)需要;在數(shù)據(jù)運(yùn)算和邏輯處理方面，應(yīng)用便捷，可適應(yīng)當(dāng)前煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。實(shí)際應(yīng)用中，PLC控制器以存儲(chǔ)邏輯為主，裝置外部接線數(shù)量較少，接口簡(jiǎn)單。此外，PLC技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在線編程，廣泛應(yīng)用于小批量生產(chǎn)。與傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)能耗較低，降低了能源生產(chǎn)成本。

③語(yǔ)言編程簡(jiǎn)單。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC語(yǔ)言編程相對(duì)簡(jiǎn)單，主要采用梯形圖語(yǔ)言，有利于PLC技術(shù)的普及[2]。

3 PLC技術(shù)在煤礦電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在提升機(jī)系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

實(shí)際應(yīng)用中，傳統(tǒng)提升機(jī)已無(wú)法滿足當(dāng)前煤礦發(fā)展需要，而PLC技術(shù)的發(fā)展為提升機(jī)的改進(jìn)創(chuàng)造了技術(shù)條件。PLC以改造繼電器為主，通過(guò)可編程控制器和大功率晶閘管變流器改造提升機(jī)，具體包括兩個(gè)方面。一方面，確定傳統(tǒng)提升機(jī)需要保留的部件，如直流電機(jī)。改造時(shí)，繼續(xù)使用的部件無(wú)需更換，以減少改造流程，節(jié)約成本。另一方面，提升機(jī)操作臺(tái)的改造。改造操作平臺(tái)時(shí)，需調(diào)整控制回路，轉(zhuǎn)換刀閘，并根據(jù)實(shí)際需要添加刀閘。新系統(tǒng)安裝完成后，需進(jìn)行調(diào)試，舊系統(tǒng)可繼續(xù)工作。當(dāng)改造后的系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可使用舊系統(tǒng)臨時(shí)替代。調(diào)試時(shí)，傳感器的校驗(yàn)和檢測(cè)需要帶電測(cè)試，以達(dá)到實(shí)時(shí)控制參數(shù)的目的。

3.2 PLC在帶式傳輸機(jī)上的應(yīng)用

PLC技術(shù)在帶式傳輸機(jī)中應(yīng)用效果明顯，提升了皮帶機(jī)輸煤系統(tǒng)的效率，減少了傳輸電能的浪費(fèi)。帶式傳輸機(jī)中，信號(hào)采集系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)是重要的組成內(nèi)容。信號(hào)處理系統(tǒng)主要由人機(jī)界面、工控機(jī)及PLC等構(gòu)成。在煤礦井下使用時(shí)，PLC系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯。究其原因，在于煤礦井下的環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，易受電磁干擾，而PLC系統(tǒng)的抗干擾性和穩(wěn)定性較強(qiáng)，適用于此工作環(huán)境。

3.3 PLC技術(shù)在排水泵中的應(yīng)用

排水泵系統(tǒng)中，PLC技術(shù)可實(shí)現(xiàn)控制、保護(hù)、遠(yuǎn)程通信及監(jiān)控等功能，還可以?xún)?yōu)化調(diào)度效果。主排水泵中，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備組成包括通信接口、數(shù)據(jù)處理中心、網(wǎng)絡(luò)傳輸、信號(hào)采集系統(tǒng)、電控裝置及機(jī)房部件等。PLC系統(tǒng)包含地面監(jiān)控主站、PLC控制及機(jī)械設(shè)備三個(gè)層次。PLC系統(tǒng)運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)較大故障，具有良好的故障診斷能力和設(shè)備保護(hù)作用。PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，人工控制系統(tǒng)可發(fā)揮作用，以確保水泵正常工作，實(shí)現(xiàn)正常的排水功能[3]。

3.4 PLC技術(shù)在設(shè)備集中控制中的應(yīng)用

煤礦企業(yè)的設(shè)備集中控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)主要應(yīng)用于綜采工作面設(shè)備、集中控制系統(tǒng)及煤炭地面篩分系統(tǒng)。煤礦綜采工作面的設(shè)備類(lèi)型有轉(zhuǎn)載機(jī)、輸送機(jī)及采煤機(jī)。PLC系統(tǒng)的應(yīng)用強(qiáng)化了綜采過(guò)程的安全性能，提升了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。PLC集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的集中監(jiān)控。此外，集中控制系統(tǒng)還具備監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)的功能。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行故障時(shí)，PLC系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，便于工作人員及時(shí)處理，確保了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。煤炭篩分系統(tǒng)中，由于相應(yīng)設(shè)備較大，應(yīng)用PLC技術(shù)可劃分篩分系統(tǒng)，控制系統(tǒng)主站和分站通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭地面篩分系統(tǒng)的總體控制

4 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

在工作環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域，傳統(tǒng)人工控制方法不僅危險(xiǎn)系數(shù)大、成本高，而且工作效率無(wú)法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。近年來(lái)，PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域，很好地解決了該問(wèn)題，為企業(yè)創(chuàng)造了效益。

5 結(jié)語(yǔ)

煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)中，PLC技術(shù)不僅表現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)性能，而且具備較高的可靠度。PLC技術(shù)在煤炭提升機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、排水泵及設(shè)備集中控制等方面應(yīng)用效果良好，提升了安全生產(chǎn)效率，降低了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，提高了經(jīng)濟(jì)效益。隨著科技的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)將廣泛應(yīng)用于煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]索楠，馬春燕，李永剛.基于PLC的礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2012（2）：139-140.