岳繼宏

(同煤集團(tuán)燕子山礦， 山西 大同 037037)

0 引 言

隨著自動(dòng)化技術(shù)以及信息技術(shù)快速的發(fā)展，PLC技術(shù)在礦山設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)一步提升了礦山機(jī)電設(shè)備控制的自動(dòng)化應(yīng)用水平，使礦山的開采效率不斷提升。目前，對(duì)PLC技術(shù)在礦山設(shè)備中的應(yīng)用研究多為PLC機(jī)電控制模型的建立和分析，關(guān)于PLC應(yīng)用于機(jī)電設(shè)備的實(shí)踐研究相對(duì)較少。筆者以PLC在老式提升機(jī)設(shè)備、下運(yùn)膠帶機(jī)設(shè)備及井下風(fēng)門自動(dòng)啟閉控制中的實(shí)踐應(yīng)用為例，探討了PLC技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況。

1 PLC技術(shù)概述

礦山開采過程中PLC技術(shù)的應(yīng)用主要指在特定的工業(yè)生產(chǎn)條件下，能夠借助于數(shù)字操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)編程的邏輯控制裝置。PLC系統(tǒng)可以利用編程達(dá)到儲(chǔ)存的功能，可以儲(chǔ)存各種指令內(nèi)容，例如計(jì)時(shí)指令、排序指令等。在接收到指令之后，可以通過不同的方式完成信息輸入及輸出工作，可以實(shí)現(xiàn)不同的控制效果。在PLC技術(shù)的具體應(yīng)用中，還可與不同的系統(tǒng)組合使用， PLC控制裝置在運(yùn)行時(shí)擁有非常多優(yōu)點(diǎn)，擁有相對(duì)強(qiáng)抗干擾性能、信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性高，實(shí)際應(yīng)用中非常便捷靈活[1]。PLC技術(shù)分類如表1所示。在礦山開采發(fā)展中，PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，發(fā)揮著不可替代的作用。

表1 PLC技術(shù)分類表

礦山機(jī)電設(shè)備之前多采用繼電器裝置完成整個(gè)控制工作，此種控制系統(tǒng)是由硬件間連線組合，利用并聯(lián)以及串聯(lián)方法將不同的設(shè)備組合到一起，采用此方法，連線使用非常多，不同連線之間接觸點(diǎn)極多，線路相對(duì)非常復(fù)雜，設(shè)備體積較為巨大，占據(jù)空面積多。另外，由于接觸點(diǎn)的數(shù)量相對(duì)較多，導(dǎo)致電能消耗增加。此種設(shè)備系統(tǒng)特征以及性能也不易進(jìn)行改動(dòng)，若是系統(tǒng)需要進(jìn)行調(diào)試處理就非常棘手，對(duì)于礦山開采事業(yè)的需求限制個(gè)很大。PLC技術(shù)的應(yīng)用使得開采機(jī)電設(shè)備的控制水平和效率有了很大提升。

2 PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制中的應(yīng)用

PLC控制裝置屬于模塊化的結(jié)構(gòu)形式， PLC系統(tǒng)組合靈便，編程語言簡(jiǎn)單，整個(gè)編程過程便捷可靠，抗干擾性能較強(qiáng)。PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)的順序控制、定時(shí)通信等確保了電氣設(shè)備安全可靠的運(yùn)行[2]。

2.1 提升機(jī)設(shè)備改造

利用PLC技術(shù)對(duì)老式提升機(jī)設(shè)備進(jìn)行改造就是通過一個(gè)相對(duì)大功率的控制裝置和晶閘管的電流改造， PLC 作為主控系統(tǒng)的控制核心，確定了系統(tǒng)的工作方式和控制方式，承擔(dān)系統(tǒng)的各種控制命令發(fā)布任務(wù)，以完成提升機(jī)啟動(dòng)、加速、等速、減速、爬行、停車整個(gè)過程的邏輯控制。通過對(duì)提升機(jī)設(shè)備改造，老式提升機(jī)設(shè)備運(yùn)行效果得到了極大的改善。

具體的改造流程如下：

(1) 操作臺(tái)改造。將老式提升機(jī)舊操作平臺(tái)轉(zhuǎn)移至一旁位置，對(duì)操作臺(tái)進(jìn)行整體的搬移，便于新操作臺(tái)的安裝。改造處理過程中，仍應(yīng)用之前的系統(tǒng)并需在舊操作臺(tái)上進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。

(2) 將轉(zhuǎn)換裝置安裝于回路之中，確保新舊系統(tǒng)能夠相互進(jìn)行轉(zhuǎn)換，安裝新操作系統(tǒng)過程中，保留之前的操作系統(tǒng)為備用系統(tǒng)使用。

(3) 要嚴(yán)格管控安裝質(zhì)量，要求新系統(tǒng)安裝過程中，安裝作業(yè)人員經(jīng)過專業(yè)知識(shí)與技能的培訓(xùn)，確保安裝作業(yè)人員全部持證上崗，擁有扎實(shí)技能以及豐富的經(jīng)驗(yàn)，并且還參與設(shè)備的后期維護(hù)工作。

2.2 運(yùn)膠帶機(jī)設(shè)備改造

運(yùn)膠帶機(jī)設(shè)備改造過程中，應(yīng)用最為廣泛的PLC裝置變?yōu)镵ZP盤式可控裝置。該裝置包含有以下三個(gè)重要組成部分：液壓站、制動(dòng)部件以及電控裝置等。在以上三大組成部分之中，制動(dòng)裝置是利用與制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行摩擦形成一定的制動(dòng)阻力，然后再利用外界力量使得制動(dòng)力得以變化。

對(duì)下運(yùn)膠帶設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，KZP盤式可控裝置通過電動(dòng)機(jī)輸出軸位置和輸送帶上安裝的速度傳感裝置，對(duì)膠帶運(yùn)行過程中具體的數(shù)據(jù)加以收集，這些數(shù)據(jù)都會(huì)在裝置中顯示。若是速度傳感裝置檢測(cè)到的數(shù)據(jù)超出事先設(shè)備的范圍時(shí)，PLC控制裝置便能自動(dòng)的降低傳輸速率，確保系統(tǒng)可以處在穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)之下，實(shí)現(xiàn)對(duì)下運(yùn)膠帶機(jī)設(shè)備的有效控制，確保膠帶機(jī)設(shè)備的帶速能夠有效減少。若是檢測(cè)到的數(shù)據(jù)小于事先設(shè)定范圍，則整個(gè)調(diào)節(jié)過程恰恰相反，確保膠帶機(jī)設(shè)備的帶速能夠有效增加。

2.3 井下風(fēng)門自動(dòng)啟閉的改造

礦山生產(chǎn)情況下井下風(fēng)門開啟以及閉合均是通過人工操作的方式完成，主要為人為控制方式。不過，井下風(fēng)門因?yàn)槌惺芟鄬?duì)大的壓力，導(dǎo)致了風(fēng)門在啟閉的過程中操作極為困難。要僅依靠人工的方式完成風(fēng)門啟閉操作相對(duì)困難，并且還極易出現(xiàn)風(fēng)門損壞問題。通過PLC技術(shù)應(yīng)用顯著的改變了此類問題，加設(shè)上紅外感應(yīng)裝置，對(duì)進(jìn)入與駛出的車輛加以檢測(cè)，無需再利用人工方式完成風(fēng)門的啟閉操作，通過PLC技術(shù)完成風(fēng)門的自動(dòng)控制啟閉，達(dá)到自動(dòng)控制的目標(biāo)。若是有車通過，風(fēng)門能夠自動(dòng)打開，車輛進(jìn)入后風(fēng)門可自動(dòng)閉合，如此能夠確保工作效率進(jìn)一步提升，能有效的減少生產(chǎn)成本[3]。風(fēng)門開啟中，需要經(jīng)過特定程序，首先應(yīng)當(dāng)確保窗戶打開再開啟門，因?yàn)轱L(fēng)門自身面積相對(duì)大，其兩側(cè)位置處壓力值相對(duì)大，要想減少風(fēng)門開啟過程中兩側(cè)壓差造成的不穩(wěn)定問題，通常風(fēng)門結(jié)構(gòu)之上會(huì)加設(shè)上面積相對(duì)較小的窗戶，這便能夠確保風(fēng)門兩側(cè)位置處的壓差更加平衡，確保風(fēng)門更加安全與可靠。PLC在井下風(fēng)門自動(dòng)啟閉應(yīng)用原理如圖1所示。

圖1 PLC在井下風(fēng)門自動(dòng)啟閉應(yīng)用原理圖

3 PLC技術(shù)在機(jī)電控制應(yīng)用的注意事項(xiàng)

礦山生產(chǎn)過程中，應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)要注意環(huán)境溫度的變化，對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，要求環(huán)境溫度處在0～55 ℃的溫度范圍。如果環(huán)境溫度相對(duì)較高，導(dǎo)致PLC系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性受到影響，同時(shí)還將增加系統(tǒng)出現(xiàn)故障概率，使系統(tǒng)的運(yùn)行壽命顯著減少。若PLC系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的溫度相對(duì)較低，則使模擬電路自身的運(yùn)行速率有所減少，同時(shí)也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的安全性以及有效性造成影響，要是環(huán)境溫度值在0 ℃之下，極易導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，系統(tǒng)還會(huì)發(fā)生完全崩潰的問題。所以，利用PLC控制系統(tǒng)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保環(huán)境溫度處于適宜范圍中，當(dāng)溫度超出范圍后，需要及時(shí)調(diào)節(jié)相應(yīng)的溫度，這樣才能保證PLC系統(tǒng)的作用更好的得以發(fā)揮，從而有效的提升機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率。

4 結(jié) 語

現(xiàn)階段，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，不僅推動(dòng)了礦山

自動(dòng)化水平的提高，也推動(dòng)了礦山經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，極大提升了礦山生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。隨著PLC技術(shù)不斷革新與發(fā)展，其在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用被越來越重視，對(duì)于礦山生產(chǎn)節(jié)能增效和保障機(jī)電設(shè)備運(yùn)行安全具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮文君.PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2017,14(18):114-115.

[2] 郭 娟.PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用初探[J].世界有色金屬,2017(6):82+85.

[3] 高崎山.礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)分析[J].建材與裝飾,2017(42):171-172.