谷立波 張文剛

兗礦集團(tuán)南屯煤礦運(yùn)轉(zhuǎn)工區(qū) 山東鄒城 273515

煤礦能源對現(xiàn)今我國來說是非常重要的能源之一，而在煤礦機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展的重要一環(huán)就是機(jī)電技術(shù)，隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，對于煤礦資源的需求量也在日益增加并且其中造成的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重?，F(xiàn)今時(shí)代對于怎樣利用好日益發(fā)展的科技，增加煤炭產(chǎn)出率，提高企業(yè)的效率，并且在發(fā)展的同時(shí)降低對環(huán)境的影響是發(fā)展機(jī)電技術(shù)的關(guān)鍵性問題。

1 PLC技術(shù)的工作原理分析

PLC技術(shù)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過編程，利用自動(dòng)控制來完成任務(wù)處理。首先收集外部數(shù)據(jù)信息，然后進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最后將運(yùn)算結(jié)果輸出，設(shè)備得到指令后再進(jìn)行相應(yīng)的處理。整個(gè)過程僅有輸入、執(zhí)行、輸出三個(gè)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的簡便而高效極大地減少了人力，節(jié)約了工作時(shí)間，提高了工作效率。

（1）輸入采樣分析。輸入采樣環(huán)節(jié)是系統(tǒng)最為基礎(chǔ)也最為重要的環(huán)節(jié)，第一步，PLC對輸入接口進(jìn)行全盤掃描，掃描出的數(shù)據(jù)被記錄并存儲于I/0映像存儲區(qū)內(nèi)，緊接著對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。這個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)，所有數(shù)據(jù)均保持獨(dú)立性，不受外界操作的干擾。

（2）程序執(zhí)行過程分析。程序執(zhí)行過程是一個(gè)進(jìn)行運(yùn)算的過程，按照上下左右的既定順序掃描程序并進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果記錄于計(jì)算機(jī)之中。因運(yùn)行是循環(huán)過程，所以在每個(gè)循環(huán)中所輸入的數(shù)據(jù)必須保持一致，避免系統(tǒng)因信息錯(cuò)誤而產(chǎn)生問題。

（3）輸出刷新過程分析。輸出刷新過程是PLC技術(shù)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，這一過程主要是執(zhí)行最后的指令，根據(jù)這個(gè)指令對操作系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，維護(hù)機(jī)電設(shè)備。

（4）PLC的優(yōu)點(diǎn)。作為一種利用數(shù)字運(yùn)算來達(dá)到控制目的的自動(dòng)控制系統(tǒng)，PLC可以利用存儲在存儲器當(dāng)中各種可以編程的操作指令，包括運(yùn)算指令、控制指令等，對連接到PLC接口上的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：①抗干擾能力強(qiáng)，可以抵抗各種內(nèi)外界因素的干擾，不易發(fā)生損壞，維護(hù)費(fèi)用較低。②本身可以重新組合，系統(tǒng)在應(yīng)用過程中較為靈活、方便。③編程所需的語言簡單，而且可以根據(jù)不同的需求對程序進(jìn)行及時(shí)的修改。

2 PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制中的有效應(yīng)用

（1）PLC技術(shù)在運(yùn)膠帶機(jī)中的應(yīng)用。在我國科學(xué)技術(shù)不斷更新優(yōu)化的形勢之下，我國的礦山機(jī)電控制系統(tǒng)已經(jīng)趨于越發(fā)智能化，其控制裝置名為KZP系列盤式裝置，主要是由液壓站、制動(dòng)裝置以及電控系統(tǒng)組成。在整個(gè)煤礦機(jī)電的控制動(dòng)力系統(tǒng)之中，最為主要是依靠閘瓦與制動(dòng)盤進(jìn)行摩擦作用而形成力矩的，而根據(jù)液壓量來調(diào)整動(dòng)力的大小。通常情況下，在還未啟動(dòng)機(jī)器的時(shí)候壓力大小為0，系統(tǒng)的油壓此時(shí)達(dá)到了最大值，同時(shí)閘瓦與制動(dòng)盤之間也存在一定的安全距離。而實(shí)現(xiàn)科學(xué)自動(dòng)化運(yùn)作的關(guān)鍵在于，處理器分析整個(gè)運(yùn)作的狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備接收到指令的時(shí)候能夠自動(dòng)進(jìn)行油壓的處理工作。通常情況下，在機(jī)器溫度達(dá)到40攝氏度后，最大的煤礦機(jī)電制動(dòng)頻率為一小時(shí)十次。PLC技術(shù)在這個(gè)一過程中的運(yùn)用，主要是體現(xiàn)在電流控制傳輸機(jī)的速率，通過實(shí)時(shí)的監(jiān)測以及數(shù)據(jù)分析，技術(shù)人員對其進(jìn)行提前的程序編訂，從而使得整個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)η闆r進(jìn)行自我判斷，如運(yùn)輸量相對較大的時(shí)候需要適度提升轉(zhuǎn)速，而運(yùn)輸量較小的情況下則調(diào)低轉(zhuǎn)速以求達(dá)到能源節(jié)省的目的。整個(gè)過程是依附在電流控制的基礎(chǔ)之上，所以如何控制電流穩(wěn)定是整個(gè)PLC技術(shù)運(yùn)行的關(guān)鍵。

（2）在牽引采煤機(jī)中的應(yīng)用。牽引采煤機(jī)是煤礦資源開發(fā)利用中最重要的機(jī)電設(shè)備，是有機(jī)械、電氣、液壓等為一體的大型的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)。在牽引采煤機(jī)中引入電牽引技術(shù)，不僅顯著提高了采煤機(jī)的工作動(dòng)力，提升了采煤機(jī)的穩(wěn)定性能，還有效減少了采煤機(jī)發(fā)生故障的頻率。與傳統(tǒng)的液壓牽引技術(shù)相比，電牽引技術(shù)提高了采煤機(jī)的工作性能和安全性能，增強(qiáng)了采煤機(jī)的控制性能，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制的目的。

（3）在煤礦絞車中應(yīng)用分析。PLC技術(shù)在絞車系統(tǒng)中主要是通過控制絞車的運(yùn)行方向及運(yùn)行速度來維護(hù)整個(gè)絞車系統(tǒng)。在運(yùn)行方向上，在絞車開關(guān)開啟的情況下，記錄單位時(shí)間內(nèi)觸碰開關(guān)的次數(shù)。設(shè)定固定的時(shí)間間隔，記錄在該段時(shí)間內(nèi)觸碰開關(guān)的次數(shù)，得到頻率，PLC系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析輸出相應(yīng)速度，控制運(yùn)行速率。以5s為例，開關(guān)發(fā)生兩次變化，當(dāng)一個(gè)記錄設(shè)備受另一個(gè)記錄設(shè)備控制時(shí)，絞車上部觸碰開關(guān)，產(chǎn)生向上的力將絞車向上推起。如果開關(guān)僅發(fā)生一次變化，絞車下部觸碰開關(guān)，產(chǎn)生向下的力使得絞車向下移動(dòng)。此外，PLC的預(yù)警系統(tǒng)還會在設(shè)備超負(fù)荷工作時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號，通知工作人員快速解決，避免事故的發(fā)生。

（4）在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用。礦井提升機(jī)也是煤礦生產(chǎn)過程中重要的運(yùn)輸設(shè)備，具有控制難度較大、運(yùn)行速度快和慣性質(zhì)量大的特征。礦井提升機(jī)的運(yùn)行環(huán)境極為復(fù)雜，對設(shè)備的正常運(yùn)行影響較大。礦井提升機(jī)在工作過程常面臨交替轉(zhuǎn)換工作，常出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備故障等問題，嚴(yán)重影響了礦井提升機(jī)的正常使用效率，降低了煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。在礦井提升機(jī)設(shè)備中采用微電子技術(shù)、仿真模擬技術(shù)等可以有效提升礦井提升機(jī)的智能化程度和機(jī)器運(yùn)行的安全性能。自動(dòng)化的傳感元器件能夠增強(qiáng)礦井提升機(jī)的自我判斷能力和自我診斷能力，不僅簡化了提升機(jī)的制作結(jié)構(gòu)，還便于機(jī)械的安裝與維護(hù)，有效提高了礦井提升機(jī)的性能[1]。

3 結(jié)語

PLC技術(shù)在礦井機(jī)電系統(tǒng)控制中的應(yīng)用具有十分積極的效果，其不僅能將礦井各相互獨(dú)立的子系統(tǒng)連成一體，提升井下設(shè)備操控質(zhì)量和作業(yè)效率，還能大幅優(yōu)化作業(yè)安全性，降低設(shè)備運(yùn)行磨損率。礦井技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用研究，從而將PLC技術(shù)更好地應(yīng)用到井下生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步增強(qiáng)井下生產(chǎn)管理的統(tǒng)一性，為礦井的現(xiàn)代化建設(shè)奠定扎實(shí)根基。