摘 要： 在近年來的發(fā)展過程中，我國城市化建設(shè)發(fā)展速度不斷加快，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤炭開采過程中，可以有效保障煤炭開采的安全性，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞： PLC控制技術(shù);煤礦電氣控制;應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TD63???? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A???? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）17-0168-01

引言：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，我國煤礦行業(yè)的發(fā)展也迎來前所未有的機(jī)遇，在生產(chǎn)過程中使用PLC（即可編程序控制器），可提升生產(chǎn)效率及穩(wěn)定性。此外，PLC使用方便、兼容性好且功能全面，所以備受業(yè)界青睞。

1 PLC技術(shù)

如今PLC技術(shù)具備了更為簡(jiǎn)便的應(yīng)用方式，在PLC技術(shù)應(yīng)用過程當(dāng)中，能夠通過將提升機(jī)電控系統(tǒng)的操作流程做好編程工作，就能夠應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行較為復(fù)雜的工序，更進(jìn)一步的精簡(jiǎn)工作流程以及工作量，也因此，其中比較簡(jiǎn)單的編程語言也是對(duì)于PLC技術(shù)進(jìn)行維修以及養(yǎng)護(hù)的一個(gè)簡(jiǎn)化，而應(yīng)用該種簡(jiǎn)化過程，能夠更進(jìn)一步的推動(dòng)我國現(xiàn)代工業(yè)平穩(wěn)快速發(fā)展，因此在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠更進(jìn)一步的提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，也能夠精簡(jiǎn)組裝流程。通過在實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠快速的實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的組裝工作，從而提高運(yùn)輸速度，也因此，將PLC技術(shù)應(yīng)用于煤礦提升機(jī)電控控制系統(tǒng)當(dāng)中，能夠同步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程，提高工作效率。

2 PLC控制技術(shù)在煤礦電氣控制中的應(yīng)用研究

2.1 智能電源模塊選擇和設(shè)計(jì)

智能電源管理模塊主要實(shí)現(xiàn)了電源智能切換、電壓轉(zhuǎn)換和電池充放電等功能的控制。智能終端電路板需要DC3.3 V左右的電源，煤礦井下DC12 V的電壓等級(jí)應(yīng)用比較普遍，設(shè)計(jì)了DC12 V到DC3.3 V的降壓電路。多功能智能終端在設(shè)計(jì)時(shí)考慮井下特定場(chǎng)所可能要求終端設(shè)備不間斷運(yùn)行的特殊需求，在終端內(nèi)配置了可充電、免維護(hù)的鋰電池，在終端外部供電異常情況下自動(dòng)切換到內(nèi)部鋰電池供電，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)配置需求啟動(dòng)相應(yīng)的低功耗供電模式，例如可降低液晶顯示屏亮度或關(guān)閉液晶顯示屏，將沒有工作的功能模塊進(jìn)入休眠模式等。智能電源管理模塊可以智能判斷電池電量，在電池電量較低時(shí)進(jìn)行自動(dòng)充電。

2.2 系統(tǒng)無線通信距離測(cè)試結(jié)果

無線通信技術(shù)必須在一定的距離范圍內(nèi)才能正常穩(wěn)定工作，無線通訊距離越長，其在通訊過程中越容易出現(xiàn)誤碼情況。為測(cè)試本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)的無線通信距離，將讀卡器和數(shù)據(jù)集中器的初始距離設(shè)置為600m，測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸過程中的信號(hào)強(qiáng)度和通信誤碼率，然后不斷擴(kuò)大兩個(gè)設(shè)備之間的距離，再次測(cè)試信號(hào)強(qiáng)度和通信誤碼率。測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩個(gè)設(shè)備之間的距離不超過1500m時(shí)，通信誤碼率為0，可見當(dāng)通信距離不超過1.5km時(shí)本系統(tǒng)具有非常高的可靠性。當(dāng)兩者之間的距離不超過2km時(shí)，通信誤碼率未超過3%。主要是因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用SX1278芯片，使得在進(jìn)行長距離無線數(shù)據(jù)傳輸時(shí)仍然具有很高的接受靈敏度。基于測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，本系統(tǒng)即便是遠(yuǎn)距離傳輸也能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩浴?/p>

2.3 PLC控制技術(shù)在井下風(fēng)門中的具體應(yīng)用

在帶動(dòng)風(fēng)門的過程中，運(yùn)用氣缸傳動(dòng)進(jìn)行帶動(dòng)的情況下，這樣就能夠防止出現(xiàn)上述的現(xiàn)象。在運(yùn)用氣缸傳動(dòng)的過程中，可以保證帶動(dòng)風(fēng)門的有效性，其重點(diǎn)需要運(yùn)用小風(fēng)窗來對(duì)風(fēng)門進(jìn)行帶動(dòng)，保證打開風(fēng)門的順利。但是在打開礦井風(fēng)門的過程中，在打開條件不一樣的情況下，就會(huì)出現(xiàn)比較大的差距，例如，在礦井運(yùn)用電動(dòng)風(fēng)門的情況下，能夠保證開啟礦井風(fēng)門的順利。在礦井風(fēng)門運(yùn)用PLC技術(shù)的過程中，可以促進(jìn)形成良好的電動(dòng)風(fēng)門，這樣就能夠保證降低礦井風(fēng)門開啟的難度。在電動(dòng)風(fēng)門進(jìn)行運(yùn)行的過程中，其中運(yùn)行的原理為：在電力控制系統(tǒng)發(fā)出相對(duì)應(yīng)控制信號(hào)的時(shí)候，電磁閥就會(huì)對(duì)發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行接收，在接收控制信號(hào)之后，這就能夠帶動(dòng)油缸進(jìn)行活塞運(yùn)動(dòng)的行為，保證開啟礦井下風(fēng)門的有效性。在開啟風(fēng)門角度達(dá)到90°的時(shí)候，電磁閥的工作會(huì)立即停止，這樣礦井下風(fēng)門就不會(huì)第二次進(jìn)行開啟工作，作業(yè)人員進(jìn)出風(fēng)門的順利。在風(fēng)門處在關(guān)閉環(huán)節(jié)的過程中，控制系統(tǒng)會(huì)保證傳輸關(guān)閉控制信號(hào)的良好，在電磁閥對(duì)相對(duì)應(yīng)信號(hào)進(jìn)行接收的時(shí)候，能夠開啟相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)油缸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)工作，這樣風(fēng)門能夠在一定時(shí)間進(jìn)行關(guān)閉。

2.4 智能防撞與避障系統(tǒng)

智能防撞與避障系統(tǒng)是保證智能帶式輸送機(jī)巡檢機(jī)器人長期穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分。該系統(tǒng)通過對(duì)障礙物和隧道內(nèi)工作人員進(jìn)行探測(cè)和自身高精度定位，實(shí)現(xiàn)智能防撞和避障功能，遇到障礙自動(dòng)停止并報(bào)警。同時(shí)，從本質(zhì)安全角度考慮，加裝安全觸邊，防止碰撞造成人員及設(shè)備損傷。該系統(tǒng)的探測(cè)距離為0～3m，探測(cè)角度為120°，可實(shí)時(shí)更新自身位置信息，定位精度達(dá)0.01m。同時(shí)設(shè)置有斷電制動(dòng)功能，當(dāng)智能帶式輸送機(jī)巡檢機(jī)器人在運(yùn)行過程中，如遇故障斷電，智能帶式輸送機(jī)巡檢機(jī)器人可立即停止，起到保護(hù)作用。

2.5 記憶截割過程

采煤機(jī)記憶截割是采煤機(jī)在自動(dòng)模式下，依據(jù)記憶學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，根據(jù)采煤機(jī)位置自動(dòng)切換到相對(duì)應(yīng)的工藝段，并隨著采煤機(jī)位置的變化自動(dòng)調(diào)整采煤機(jī)左右滾筒高度和牽引速度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)割煤的過程，采煤機(jī)在進(jìn)行記憶截割過程中，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，如煤層厚度變化、出現(xiàn)斷層等，需要采煤機(jī)操作工人根據(jù)情況進(jìn)行一定人工干預(yù)，如異常情況僅是在本次割煤過程中出現(xiàn)，則選擇中斷記憶截割，進(jìn)行人工手動(dòng)割煤，在采煤機(jī)越過該段異常煤壁時(shí)，再次進(jìn)入記憶截割。如該段煤層狀態(tài)確實(shí)發(fā)生了變化并將延續(xù)到以后幾刀，可進(jìn)入在線修改模式，采煤機(jī)操作人員進(jìn)行手動(dòng)操作，系統(tǒng)將記錄下修改后的煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并覆蓋原有記憶數(shù)據(jù)，在下次執(zhí)行該工藝段記憶截割時(shí)，系統(tǒng)將按新的記憶數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)割煤。

結(jié)語：將PLC應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)的提升設(shè)備電控系統(tǒng)中，可使生產(chǎn)變得更為高效安全，整個(gè)系統(tǒng)將具有更為優(yōu)越的綜合性能，極具發(fā)展前景，應(yīng)積極推廣。目前，該技術(shù)正在不斷發(fā)展，未來，PLC技術(shù)將會(huì)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，促進(jìn)企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：程俊強(qiáng)，男，工程師，2009年畢業(yè)于太原科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)在中國煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司從事煤礦機(jī)械的研發(fā)、生產(chǎn)、管理工作。