PLC技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備控制的應(yīng)用

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摘要：針對(duì)當(dāng)前plc技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備控制中應(yīng)用的實(shí)際情況進(jìn)行分析和探究，通過闡述其應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)模式，從實(shí)際出發(fā)，以具有科學(xué)性和合理性的觀點(diǎn)為礦山機(jī)械設(shè)備控制應(yīng)用PLC技術(shù)提供有效的借鑒。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；礦山機(jī)械設(shè)備控制；應(yīng)用研究

PLC也就是所謂的可編程序控制器，是一種具有重要地位的自動(dòng)化控制設(shè)備。PLC通過運(yùn)用模塊化結(jié)構(gòu)加以組合，促使系統(tǒng)發(fā)揮出十分靈便的作用，具有高度的可靠性和抗干擾性。同時(shí)，PLC所使用的編程語言比較簡潔明了、普及性和便利性的特點(diǎn)也十分突出。隨著煤礦業(yè)的高速發(fā)展對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備控制應(yīng)用水平提出了更高的要求，傳統(tǒng)的繼電器控制模式逐漸被PLC所取代。

1PLC技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備控制中應(yīng)用特點(diǎn)

1.1高精度的運(yùn)算

自動(dòng)控制生產(chǎn)過程中結(jié)合PLC的應(yīng)用，能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)較高精度的運(yùn)算。整個(gè)控制系統(tǒng)的組成主要?jiǎng)澐譃樗膫€(gè)部分：CPU、擴(kuò)展接口、輸出和輸入接口、電源。通過接通電源電纜和數(shù)據(jù)電纜，將這四個(gè)部分串聯(lián)在一起，從而發(fā)揮出有效的作用[1]。PLC技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)當(dāng)中主要運(yùn)用模塊化和固定化兩種結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用促進(jìn)機(jī)械設(shè)備具有高度的信息化，保證自動(dòng)化控制應(yīng)用的高速發(fā)展，PLC技術(shù)則是能夠整合和組織現(xiàn)場信息，對(duì)各行業(yè)發(fā)展具有重要的作用。

1.2強(qiáng)效的檢測功能

PLC技術(shù)具有強(qiáng)效的檢測功能，可以覆蓋整個(gè)監(jiān)控區(qū)域的死角，并且能夠根據(jù)控制系統(tǒng)中發(fā)布的指令來歸納和整合現(xiàn)場信息，從而保證管理人員能夠在這些數(shù)據(jù)的支持下及時(shí)掌握機(jī)械設(shè)備控制的情況。其特有的抗干擾性，還能針對(duì)每個(gè)施工場地進(jìn)行臊面。此外，根據(jù)使用者發(fā)出的命令，PLC在執(zhí)行過程中能夠針對(duì)特定的區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)的掃描，將區(qū)域的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行分析并反饋到客戶端，幫助工廠企業(yè)管理者進(jìn)行決策和判斷。

1.3自動(dòng)化工作

將PLC技術(shù)應(yīng)用于礦山機(jī)械設(shè)備控制中，輔助于現(xiàn)代化的信息技術(shù)，從而搭建起一個(gè)自動(dòng)化工作的系統(tǒng)。該系統(tǒng)在獲得指示后，對(duì)區(qū)域中各個(gè)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行分析，進(jìn)而進(jìn)行邏輯操作，將準(zhǔn)確真實(shí)的數(shù)據(jù)記錄下來，傳輸?shù)街鳈C(jī)上，主機(jī)系統(tǒng)再根據(jù)獲得的信息數(shù)據(jù)發(fā)布相應(yīng)的指令。PLC控制作用還體現(xiàn)在能根據(jù)各種工藝流程的變動(dòng)來優(yōu)化和協(xié)調(diào)設(shè)備的啟動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)在線編輯，在礦山施工階段，不僅能夠獲得可觀的收益，同時(shí)還能在自動(dòng)化模式中保證施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2PLC技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備控制中的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1建設(shè)和優(yōu)化電力系統(tǒng)

礦山機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用離不開電力系統(tǒng)的構(gòu)建，通過將智能電網(wǎng)技術(shù)與PLC技術(shù)進(jìn)行深度結(jié)合，能夠提高管理信息的科學(xué)性和合理性。電力系統(tǒng)在進(jìn)行工作的時(shí)候，需要應(yīng)用多重的處理方式來對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和歸納。PLC技術(shù)可將這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化，保證組成電力系統(tǒng)中的各個(gè)鏈路都能夠自主進(jìn)行智能操作，以此來提高機(jī)械設(shè)備工作的水平和效率，避免不必要的人力物力的浪費(fèi)。此外，還能促進(jìn)電力系統(tǒng)中所搭載的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行及時(shí)的信息交流，使智能電網(wǎng)技術(shù)更好的負(fù)載電力系統(tǒng)的運(yùn)行。

2.2礦山排水系統(tǒng)的合理運(yùn)用

礦山機(jī)械設(shè)備在礦山排水系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，但是基于當(dāng)前勞動(dòng)力質(zhì)量和數(shù)量的缺乏，礦山現(xiàn)場施工環(huán)境的落后惡劣，造成人為失誤的因素占據(jù)著很大的比例，使礦山設(shè)備機(jī)械控制效率有所下降[2]。將PLC技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備控制過程當(dāng)中，可以徹底將防漏、保溫還有負(fù)壓性能發(fā)揮出來。如果產(chǎn)生危險(xiǎn)或者在緊急情況下，控制系統(tǒng)會(huì)在指令的提示下自動(dòng)警報(bào)，工作人員收到明確題型會(huì)及時(shí)疏散，可以將人員傷亡的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。此外，在任何危險(xiǎn)情況下，自動(dòng)控制系統(tǒng)還能通過應(yīng)用另一個(gè)程序來緩解。

2.3實(shí)現(xiàn)井下風(fēng)門的自動(dòng)啟閉

當(dāng)前礦井下所應(yīng)用的風(fēng)門多由人工進(jìn)行操作運(yùn)行，并且因?yàn)槠湄?fù)壓較大，開門所需要的操作力度也相應(yīng)較大，導(dǎo)致風(fēng)門開啟和關(guān)閉很不方便，還容易對(duì)風(fēng)門造成損壞。井下風(fēng)門具有特殊的結(jié)構(gòu)，能夠應(yīng)用遠(yuǎn)紅外傳感器針對(duì)來往的車輛實(shí)現(xiàn)檢測的動(dòng)態(tài)化，而PLC技術(shù)的應(yīng)用則是保證井下風(fēng)門能夠自動(dòng)開啟和關(guān)閉，使來往車輛人員的安全性得到保障，減少人力物力的投入。PLC技術(shù)在應(yīng)用于井下風(fēng)門的控制過程當(dāng)中，最重要的是要將窗口打開再將門開啟，這樣兩側(cè)風(fēng)門口的空氣能夠產(chǎn)生壓差。根據(jù)其面積來看，通常風(fēng)門的開啟壓力在30~50kg，但當(dāng)風(fēng)門已經(jīng)進(jìn)行較小的開啟后，壓力會(huì)減小，使開啟機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度還有氣缸的操作力度大大降低。

2.4PLC技術(shù)應(yīng)用于帶式輸送機(jī)

礦山機(jī)械設(shè)備中，膠帶輸送機(jī)主要應(yīng)用于生產(chǎn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)當(dāng)中，逆變器的存在能夠有效進(jìn)行智能變頻，在某種程度上減少皮帶輸送機(jī)的滯澀性，強(qiáng)化運(yùn)行的效率。但是，帶式輸送機(jī)在全速運(yùn)行過程中，仍然會(huì)浪費(fèi)較大的電力資源。因而，使用PLC技術(shù)加強(qiáng)控制力度，能夠使帶式輸送機(jī)中的變頻器實(shí)現(xiàn)功率上的變頻，保證能源消耗的降低。其中功率變頻能夠?qū)崿F(xiàn)有效作用還要對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況、遠(yuǎn)程通訊功能實(shí)現(xiàn)、變頻器加以調(diào)整和優(yōu)化。

3PLC技術(shù)在礦山機(jī)設(shè)備控制中的具體操作

3.1PLC技術(shù)對(duì)礦山提升機(jī)功能改造

應(yīng)用大功率晶閘管變流器和PLC技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的礦山提升機(jī)設(shè)備進(jìn)行處理。在保留其機(jī)械部分以及直流主電機(jī)的情況下，對(duì)提升機(jī)原有的繼電器裝發(fā)揮控制作用，能夠使該設(shè)備更加符合現(xiàn)代礦山施工開發(fā)的需求[3]。

3.2礦山提升機(jī)功能改造的操作步驟

第一，將原有的操作臺(tái)進(jìn)行整體的遷移，使新的操作臺(tái)能夠順利安裝。在提升機(jī)改造的過程中，需要臨時(shí)對(duì)原來的操作臺(tái)進(jìn)行操作，保證舊的系統(tǒng)還能正常運(yùn)行。第二，電樞回路上，通過將新舊系統(tǒng)安裝完畢來對(duì)刀閘進(jìn)行轉(zhuǎn)換，能夠便于新舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換更加順暢。提升機(jī)本身的制動(dòng)系統(tǒng)中潤滑油泵控制是將多路航空插頭來更好促進(jìn)新舊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換的，因此，在新系統(tǒng)調(diào)試的過程當(dāng)中，舊系統(tǒng)仍然可以照常使用。第三，安裝過程中要對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格保證，對(duì)參與維護(hù)的技術(shù)人員要進(jìn)行資質(zhì)審定。為保證新系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間能夠在預(yù)期內(nèi)，需要對(duì)井筒中的各個(gè)開關(guān)位置、機(jī)械潤滑制動(dòng)系統(tǒng)、行程的狀態(tài)運(yùn)用電控進(jìn)行監(jiān)測，繼而使傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)在線的送電測試，做到每個(gè)數(shù)據(jù)參數(shù)都能精準(zhǔn)不出紕漏。第四，裝卸系統(tǒng)的在線調(diào)試完成之后，舊系統(tǒng)在進(jìn)行升級(jí)使，需要應(yīng)用新系統(tǒng)中的PLC技術(shù)對(duì)提升機(jī)中的裝卸載站加以控制，在新舊系統(tǒng)的交替控制的基礎(chǔ)上，保證安裝卸載的程序以及信號(hào)系統(tǒng)控制作用能夠一次性成功投入，從而降低新系統(tǒng)在調(diào)試過程中帶來的較大的工作量。第五，處于系統(tǒng)中的傳動(dòng)回路，最重要的部分使電流閉環(huán)、位置閉環(huán)以及速度。因此，相關(guān)管理人員要每天預(yù)留出2h進(jìn)行檢修，針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)采取編碼器輸出實(shí)驗(yàn)以及動(dòng)態(tài)化的電樞回路電流環(huán)控制實(shí)驗(yàn)，使系統(tǒng)中的各個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)能夠及時(shí)相應(yīng)，保證整個(gè)系統(tǒng)在空載和重載測試過程中創(chuàng)造有力的條件。第六，整個(gè)系統(tǒng)在進(jìn)行空載試運(yùn)行期間，需要將全礦井機(jī)械設(shè)備進(jìn)行為期兩天的停產(chǎn)，以足夠的檢修時(shí)間來進(jìn)行測試，通過多次的提速作用后方能達(dá)成設(shè)計(jì)運(yùn)行所需要的速度。裝煤重載運(yùn)行測試需要在整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確平穩(wěn)運(yùn)行下才能實(shí)現(xiàn)全載全自動(dòng)化形式的提升。

4結(jié)語

PLC技術(shù)的生成離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)的高效結(jié)合。因此，在廣泛應(yīng)用PLC技術(shù)的同時(shí)，也要針對(duì)其中產(chǎn)生的不足之處加以優(yōu)化和調(diào)節(jié)。強(qiáng)化PLC技術(shù)應(yīng)用的功能和優(yōu)勢，保證在礦山機(jī)械設(shè)備控制中能夠?qū)⑵涔δ茏畲蠡陌l(fā)揮出來。

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作者：魏亞強(qiáng) 單位：山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)金辛達(dá)煤業(yè)有限公司