侯貴明

【摘 要】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(mǎn)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。

【關(guān)鍵詞】PLC;煤礦電氣自動(dòng)化;應(yīng)用

1分析PLC的工作原理及特點(diǎn)

最初PLC技術(shù)被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域中，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的過(guò)程中，其應(yīng)用范圍也逐漸開(kāi)始擴(kuò)大，當(dāng)前己經(jīng)在眾多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。通過(guò)應(yīng)用該技術(shù)，能夠增強(qiáng)工業(yè)環(huán)境的安全性，為人們工作帶來(lái)更大的便利。其工作原理是存儲(chǔ)器的邏輯運(yùn)算和順序控制，通過(guò)建立、輸出模擬量和數(shù)字量實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的有效控制，其核心技術(shù)是單片機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。就傳統(tǒng)電力系統(tǒng)而言，因?yàn)樵O(shè)備往往具有較為復(fù)雜的線路，并且所采用的技術(shù)較為落后，安全隱患較多，所以其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程并不順暢，容易出現(xiàn)問(wèn)題。而PLC技術(shù)則能夠摒棄這些缺點(diǎn)，其設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，并且功能十分強(qiáng)大，技術(shù)水平較高，能夠替代傳統(tǒng)工業(yè)控制設(shè)備。繼電器通過(guò)邏輯關(guān)系對(duì)傳統(tǒng)的連接導(dǎo)線進(jìn)行替代，這就能夠推動(dòng)系統(tǒng)中的安全風(fēng)險(xiǎn)被降低，同時(shí)還能夠抵抗外界的干擾，增強(qiáng)自身在智能系統(tǒng)以及復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用水平。另外，PLC技術(shù)的指令通常較為簡(jiǎn)單，運(yùn)用較為便捷，操作十分方便，這使得其受到了多個(gè)行業(yè)的青睞。

2PLC電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能

PLC電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能特點(diǎn)。第一，可靠性高。在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)PLC通常情況下應(yīng)用單片微型計(jì)算機(jī)予以控制，具有極高的集成性，兼具自診斷及繼電保護(hù)功能，使該系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠;第二，編程簡(jiǎn)單。PLC編程以命令語(yǔ)句、梯形圖為主，相較于微型機(jī)指令其數(shù)量較少，小型PLC編程約為16條，基于梯形圖簡(jiǎn)單、形象、使用便捷、易于掌握，為此一般員工都可進(jìn)行編程;第三，組太靈活。PLC應(yīng)用積木式結(jié)構(gòu)，應(yīng)用主體僅需將各個(gè)模塊組裝到一起即可，同時(shí)可根據(jù)應(yīng)用需求針對(duì)系統(tǒng)及功能進(jìn)行改裝，使PLC所在系統(tǒng)功能更為靈活高效;第四，安裝便捷。相較于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，PLC無(wú)需配置專(zhuān)用機(jī)房，無(wú)需針對(duì)設(shè)備進(jìn)行屏蔽，只需與I/O接口正確連接即可工作;第五，運(yùn)行速率快。基于PLC以程序?yàn)橐劳羞M(jìn)行控制，為此其運(yùn)算速率及可靠性遠(yuǎn)高于繼電器邏輯控制系統(tǒng)。

3總結(jié)PLC在煤礦電氣自動(dòng)化過(guò)程中的應(yīng)用

3.1在排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤礦井下排水設(shè)備的運(yùn)行直接關(guān)系整個(gè)工作面的安全生產(chǎn)，如果不能做好排水設(shè)備的設(shè)置，將嚴(yán)重影響礦井工作的正常進(jìn)行，甚至造成人員傷亡。事實(shí)上，井下排水設(shè)備是煤礦生產(chǎn)中能耗最為集中的設(shè)備，傳統(tǒng)的排水自動(dòng)化水平較低，而且不能及時(shí)地響應(yīng)系統(tǒng)，不能完全適應(yīng)工作面對(duì)生產(chǎn)安全的需求。因此，相關(guān)研究中提出應(yīng)用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)工作面與井下探水系統(tǒng)相互適應(yīng)，相互配合，保障安全生產(chǎn)的子路。通過(guò)對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用，使整個(gè)系統(tǒng)能通過(guò)3種方式進(jìn)行控制，與排水系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)契合。

3.2在通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

通風(fēng)系統(tǒng)的正常使用對(duì)煤礦開(kāi)采非常重要，能夠保證一線作業(yè)人員的人身安全，而PLC在其中起到了非常重要的作用，通過(guò)PLC的應(yīng)用，可以對(duì)煤礦開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的大量粉塵、一氧化碳、二氧化碳等氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且進(jìn)行分析，根據(jù)分析數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，從而保證工作人員的人身安全。

3.3在提升系統(tǒng)中的應(yīng)用

提升機(jī)是實(shí)現(xiàn)煤炭運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，原來(lái)的控制方式是有用交流接觸器和繼電器等電氣元件來(lái)進(jìn)行控制，由于操作十分頻繁，很多電氣元件使用壽命都比較短，控制效率也無(wú)法提升。把PLC控制技術(shù)引入到提升系統(tǒng)中，可以更好地提高提升機(jī)的控制精度，安裝的傳感裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提升機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。如果提升機(jī)存在運(yùn)行故障，會(huì)及時(shí)向操作人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。PLC控制技術(shù)應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)提升機(jī)速度的自動(dòng)控制，還可以根據(jù)煤炭運(yùn)輸情況進(jìn)行制動(dòng)控制。進(jìn)一步提高了提升機(jī)運(yùn)行可靠性，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障，采取有效的措施對(duì)故障進(jìn)行處理。還可以進(jìn)行停車(chē)制動(dòng)控制。先進(jìn)的PLC監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)保證了提升機(jī)的可靠運(yùn)行，提高了控制精準(zhǔn)性和故障處理的及時(shí)性。把控制系統(tǒng)應(yīng)用到外接電路中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)罐籠和箕斗的勻速運(yùn)行、抓升等控制，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)輸入信號(hào)是否正常，不存在異常情況則會(huì)解除制動(dòng)，存在故障則會(huì)停止行車(chē)。

3.4在皮帶傳送系統(tǒng)中的應(yīng)用

對(duì)于煤礦皮帶傳送系統(tǒng)，在PLC技術(shù)上具有以下要求：1.能夠勝任煤礦井下的特殊工作環(huán)境。2.在設(shè)備啟動(dòng)、運(yùn)行、停車(chē)等方面，要確保其可靠性。3.能夠?qū)τ谠O(shè)備管理人員做到遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。4.能夠?qū)τ诓煌墓收闲盘?hào)做好完善的監(jiān)測(cè)，并在出現(xiàn)情況時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)。這一系統(tǒng)的輸入和輸出都是32路，工作起來(lái)較可靠、也較便于擴(kuò)展和維護(hù)、具有較強(qiáng)的抗干擾能力。它需要依照具體的需求，而專(zhuān)門(mén)選用保護(hù)傳感器，且依照不同的突發(fā)情況，靈活調(diào)整或設(shè)定各方面的參數(shù)。從對(duì)接的傳感器來(lái)看，一共是溫度、煙霧、縱撕和速度方面的傳感器等。當(dāng)設(shè)備當(dāng)中有異常信號(hào)被發(fā)送到傳感器后，傳感器也將其實(shí)時(shí)發(fā)送到plc系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒管理人員在最短的時(shí)間內(nèi)解除故障。西門(mén)子S7-300PLC型系統(tǒng)具有兩方面的模塊，分別是信號(hào)采集模塊與信號(hào)處理模塊。井下各個(gè)皮帶運(yùn)輸機(jī)控制分站通過(guò)PLC通訊接口與井下ControlNet網(wǎng)連接，將分站監(jiān)測(cè)信息傳送至地面控制中心，形成一個(gè)完整的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行完程監(jiān)控及控制，真正實(shí)現(xiàn)井下皮帶運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化控制。在此環(huán)節(jié)當(dāng)中，可依照具體的生產(chǎn)需要，來(lái)運(yùn)用計(jì)算機(jī)做好編程工作，然后將編寫(xiě)好的工作程序輸入PLC當(dāng)中，在進(jìn)行整機(jī)調(diào)試時(shí)，同步調(diào)整相關(guān)參數(shù)。編程環(huán)節(jié)是運(yùn)用SIMATICWinCC歷來(lái)進(jìn)行的，它將Profibus專(zhuān)用電纜同PLC開(kāi)展無(wú)障礙通信。這是一款雙絞電纜，由紅、綠兩色的兩個(gè)數(shù)據(jù)線組成，其中，綠色的專(zhuān)門(mén)對(duì)接DP接口的管腳8，紅色的專(zhuān)門(mén)對(duì)接DP接口的管腳3。雙絞電纜使用起來(lái)具有較理想的可靠性。

4結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)信息技術(shù)水平不斷提升的背景下，自動(dòng)化裝船設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用。煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)中，PLC技術(shù)不僅表現(xiàn)出了良好的經(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)、通風(fēng)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)。

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（作者單位：陜西省寶雞市麟游縣兩亭鎮(zhèn)麟北煤業(yè)公司）