简述PLC控制技术在煤矿电气控制中的应用

摘 要 随着煤矿现代化设备的不断创新与发展，矿山在生产过程中对机电设备的要求也在不断提高，而PLC这种自动化设备不仅具有较强的抗干扰能力，同时其在运行过程中的稳定性、安全性可以满足矿山生产需求。本文首先对PLC控制技术的概念进行了简述，然后对PLC控制技术在矿山机电控制中的应用进行深入研究。

【关键词】矿山 PLC控制技术 电气控制

1 前言

近年来，PLC控制技术及其控制模块的开发已成为电控设备厂家所亲睐的对象，这样不仅可以保证电气控制设备的先进技术性能，同时也可以使自动控制系统在运行过程中更加安全、稳定、可靠，而PLC控制技术应用到煤矿生产领域，已成为煤矿产业在新时期发展中的必然趋势。PLC控制系统是专门为煤矿或工业现场配置的控制计算机，其在实际应用中具有较强的抗干扰能力及较好的可靠性，同时其也具有适应性强、功能完善、接口功能强大的特点，其对提高煤矿企业的生产效率与生产质量有着重要作用。

2 PLC控制技术的原理及功能

可编程控制器（PLC）在控制系统中取代了传统的继电器逻辑控制，PLC作为工业生产自动控制计算机其具有独特的微处理功能，通过采集外部的信号对其进行逻辑判断，然后根据判断结果将指令下达给各个不同的执行元件，从而实现对煤矿生产设备的自动控制功能。PLC控制技术在实际应用中不仅具有原电控系统的所有功能，同时还具备后备保护功能、多种曲线自动设定功能、直观显示功能以及声光故障报警功能等，所以PLC控制技术与传统的电控系统相比十分优秀。PLC控制技术是一种较为完善的运用数字运算的操作系统，其一般被广泛运用于设计工业环境下的应用系统中，可编程序的储存器可以通过多种形式来控制各类机械进行生产，例如，数字量、模拟量的输入和输出等方式，而且其在工业领域中的应用具有通用性强、可靠性高、使用方便、抗干扰能力强以及编程简单等特点。PLC控制系统同时还具备监控和自动诊断功能，当系统在运行过程中如果发现部分环节出现运行异常，将会停止整个生产并发出警报讯号，能通过软件进行故障检测和程序校验，所以PLC在煤矿电气控制中的应用具有很高的推广性。图1为PLC控制系统的框架示意图。

3 PLC控制技术在矿山电气控制中的应用

3.1 提升机中的应用

随着PLC控制技术的不断发展与推广，煤矿企业利用可编程控制器与大功率晶闸管变流器对老式提升机进行了技术改造，其主要步骤如下：老式提升机在技术改造过程中保留了直流主电机及部分机械，在保证老式提升机可以正常运转的前提下对其进行整体技术改造，然后将原有操作台移除并更换新式操作台，电枢回路在技术改造过程中要根据实际需求进行技术调整，同时也要通过添加转换刀闸来实现新老系统的自由切换。然后，需要通过技术手段来实现老式提升机制动系统油泵的控制，这样可以使新系统在调试过程中依旧可以使用老系统进行生产，以备新系统调整后无法满足生产需求而导致停产事件的发生，而且在特殊情况下可以选择永远保留老系统。老式提升机在进行技术改造过程中尽量由维护技术人员进行操作，让维护技术人员可以参与老式提升机整个技术改造全过程，这对提高老式提升机的技术改造、安装质量有着重要作用，同时也可以让维护技术人员快速掌握新系统的整体构造，这对方便日后的维护、维修工作有着重要作用。PLC控制系统在安装过程中要对其进行全程的电控监测，并且要密切监测井筒位置开关、行程以及其他机械制动系统的运行状态等，并要利用科学的手段来缩短新系统的调试时间，所以可以采用在线送电测试来实现对传感器的检测和校准，这样才能保证每个测量参数都与提升系统的实际运行参数相对应。

3.2 运带式输送机中的应用

随着机电一体化技术的创新与发展，LZP系列盘式可控制动装置被煤矿企业应用到了矿山电气控制中，其中液压站、制动装置以及电控系统的应用对提高煤矿企业的生产效率有着重要作用。其中制动装置主要是通过闸瓦与制动盘摩擦产生制动力矩，然后可以使用液压站的调节作用来改变两者之间所产生的制动力，正常情况下设备在运行过程中的正压力为0，这个时候的系统油压可以达到其峰值，制动闸尚未打开，制动盘与闸瓦之间可以保持1.3mm左右的间隔距离，当设备在进行制动过程中，电液控制系统会根据操作人员的控制下达一系列控制指令，设备在接收到控制命令后会通过自动减少油压来实现设备制动控制。理论上，当周围环境温度达到40左右时，盘式可控制动装置的制动频率可以达到10次/h，液压控制系统在设计过程中实现了系统双回路完全对称结构，能够满足运带式输送机进行软制动的工作需求，并且可以采用传感器来采集其工作时的各项数据，然后将这些数据通过整理后在显示器上进行显示。

3.3 井下风门中的应用

井下风门在使用过程中由于受到周围环境影响，使其两侧的空气会存在一定的压差，由于风门面积大，使其开启时会承受40kg左右的压力，而当井下风门在开启时压力会减小到5kg左右，这在很大程度上影响了井下风门在使用中开启效率。煤矿生产企业为了将井下风门中存在的这一问题有效解决，有学者针对这一问题设计出了气缸传动带动井下风门的开启和关闭，同时通过小风窗的设计来提高井下风门的开启效率，但是，本文在研究井下风门开启情况过程中发现，利用电动风门与气缸传统带动风门开启的工作原理十分相似，通过深入研究发现：系统根据实际情况发出控制信号，电磁阀带动油缸活塞运动来实现电动风门的开启操作，当井下风门开启角度达到90o时自动停止开启操作，这时候的井下风门可以完全满足车辆或行人的正常通行。

4 结语

基于PLC控制技术的煤矿电气控制系统可以实现提升机的全自动提升作业，而且在这个过程中不仅可以更好的稳定系统电压，同时还在很大程度上提高了电气控制系统运行过程中的安全性、稳定性以及可靠性，这对提高煤矿生产企业的经济效益有着重要的现实意义。

参考文献

[1]高世鹰.PLC控制技术在矿山电气控制中的应用[J].技术应用，2012.

[2]聂少莉.浅谈PLC控制技术在煤矿中的应用[J].工业技术，2013（12）.

[3]王海民.PLC在煤矿电气自动化过程中的应用探讨[J].科技创新与应用，2014（14）.

作者单位

天津市深蓝电控设备技术有限公司 天津市 300380