馬瑞林

（武威職業(yè)學院，甘肅 武威 733000）

當今信息化時代，社會經濟、科學技術不斷進步和發(fā)展，電氣設備自動化技術也突飛猛進。隨著礦山開采行業(yè)的飛速發(fā)展，其對自身設備自動化程度要求越來越高，傳統(tǒng)的機電設備控制技術已經無法滿足現(xiàn)代化礦山開采的要求。國內眾多的礦產企業(yè)開始應用PLC技術，并且生產施工自動化操作水平愈加成熟[1]。

PLC技術是電氣自動化控制中的一項關鍵技術，具有應用范圍廣、適應能力強、性能穩(wěn)定、操作靈活方便、能在線修改等諸多優(yōu)勢。將PLC控制技術應用于礦山開采機電控制中，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機電控制技術，提高工作效率，降低能量損耗。

1 PLC控制技術

PLC 是一種操作數(shù)字運算電子系統(tǒng)，主要通過應用相關的儲存器，編寫好所需要的程序，在內部進行精準的計算工作，PLC的應用是為了對生產所用的設備進行自動化控制。該控制系統(tǒng)主要由以下四部分組成：擴展接口、CPU、電源以及輸出、輸入接口；數(shù)據線和電源線將這四部分連接成一個整體，在工作時協(xié)同發(fā)揮作用。

模塊式和固定式是PLC控制系統(tǒng)的兩種結構形式。其中電源、中央處理器、I/O模塊和機架等部分構成了模塊式；而固定式較模塊式則多了內存塊和顯示面板等。

（1）PLC技術工作原理。在具體的操作過程中，PLC技術包括：第一階段：輸入采樣階段；PLC技術在該階段的應用十分關鍵，因為輸入采樣環(huán)節(jié)執(zhí)行效果的好壞將直接影響PLC控制效率的高低。第二階段：執(zhí)行階段；在該階段，PLC控制技術應用梯形圖模式，按照第一階段采集的數(shù)據，進行程序掃描，而后通過全方位的計算，最終在計算機系統(tǒng)中，得到拴心邏輯結果。值得注意的是，在執(zhí)行時，如果第一階段所得的數(shù)據不穩(wěn)定，不能保持不變，可能會影響系統(tǒng)對相應指令的直接獲取，無法實現(xiàn)PLC控制的目的。第三階段：輸出、刷新階段；該階段是PLC控制技術中的最后一個階段，主要實現(xiàn)的是輸出、存儲功能，以滿足自動化控制的各種要求。這三個階段完成就是系統(tǒng)完成了一個掃描周期，運行一個階段之后，這三個階段不會停止，會繼續(xù)循環(huán)進行。

PLC技術工作流程示意如圖1所示。

圖1 PLC技術工作流程圖

（2）PLC控制技術的優(yōu)勢。大量礦產企業(yè)的工程實踐表明，PLC技術具有傳統(tǒng)機電控制技術無法比擬的優(yōu)勢。主要包括以下幾個方面：①PLC技術具有良好的擴展性，能夠根據實際生產的需求進行系統(tǒng)擴展。另外，PLC控制系統(tǒng)還可以依據工藝流程的變化，調整、優(yōu)化設備的啟動順序，實現(xiàn)在線編輯的功能。②PLC技術抗干擾能力強，可以滿足不同工況下的系統(tǒng)控制要求。③PLC技術的應用范圍非常廣泛，可以在電氣、航空、醫(yī)療及國防等工程廣泛應用，并且對環(huán)境的適應能力很強。④PLC技術邏輯控制能力、數(shù)據處理能力及模塊控制能力較強，可以滿足礦山電氣自動化控制的多方面要求。PLC系統(tǒng)被廣泛應用于礦產企業(yè)的施工過程中，不僅為企業(yè)創(chuàng)造了更高的經濟效益，而且，實現(xiàn)了企業(yè)的自動化施工，最大限度的保障了工作人員的人身財產安全。

2 PLC控制技術的應用

（1）PLC控制系統(tǒng)在提升機的應用。在礦山控制系統(tǒng)中由PLC系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制裝置，從而使提升機械高效率、智能化。具體應用流程如下：①首先對提升機的控制系統(tǒng)進行改造，在運行狀態(tài)良好的情況下，保留舊系統(tǒng)的直流主電機及提升機，安裝新的操作臺，調整、優(yōu)化電樞回路，通過多路插頭完成新舊控制系統(tǒng)的切換，從而達到控制提升機制動系統(tǒng)的潤滑油泵的作用。②為了保障安裝質量及安裝效率，由維護人員負責對提升機舊系統(tǒng)的改造和安裝、調試工作進行監(jiān)管。在安裝時，管理人員要對井筒位置處的開關及其他關鍵部位的運行狀態(tài)密切觀察、實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常及時修正，縮短了系統(tǒng)調試的時間，同時保證了質量。PLC控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)在線調試裝卸系統(tǒng)、控制提升信號、測試空載和重載的運行狀態(tài)等工作，大大減少了工作人員的工作量，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。③最后對提升系統(tǒng)進行空載試運行，試運行時間一般為2 h，試運行時所有機電設備停機。空載試運行成功后，可以開始裝載試運行，以達到全載自動化提升。

（2）PLC控制系統(tǒng)在膠帶機中的應用。礦井生產運輸時離不開膠帶機的運用。舊系統(tǒng)中的變頻器，可以智能變頻，在一定程度上提升膠帶機的運行效率，但是當膠帶機在運輸煤矸時，設備處于全速運行狀態(tài)，仍會造成電力資源的大量浪費，PLC控制系統(tǒng)應用于膠帶機中，可以實現(xiàn)對膠帶機的高效控制，減少電力資源浪費，系統(tǒng)對變頻器進行動力變頻，從而在最大程度上減少了電力資源的消耗。

動力變頻的實現(xiàn)離不開系統(tǒng)設計、遠程通訊的實現(xiàn)、變頻器的調節(jié)、膠帶機的動態(tài)調速等工作的實施。

（3）PLC控制系統(tǒng)在風門開啟中的應用。通常，在具體的礦山開采過程中，風門兩側會產生相對應的壓力差。同時，由于礦山風門面積較大，所承受的壓力較大，當風門開啟時壓力會由40kg降到5kg，可能造成風門無法正常開啟，并且進一步增加了風門開啟的難度。

當需要開啟風門時，PLC控制系統(tǒng)內部程序運作，氣缸轉動，使風門運動至打開狀態(tài)。輔助設備的適當應用，例如，通過小風扇來平衡和控制風門兩側的壓力差，能夠更加輕松的完成風門的開啟任務。當需要關閉風門時，控制系統(tǒng)就會發(fā)送相應的控制信號，電磁閥向相反方向運動，使風門關閉。

（4）PLC控制系統(tǒng)在選礦中的應用。礦山選礦是礦山作業(yè)的第一步，同時也是礦山開采生產的基礎，而磨礦分級作業(yè)是礦山選礦中的重要步驟。在生產過程中，合理的磨礦分級安排可以節(jié)約選礦的生產成本，進而降低能源消耗，提高生產的工藝指標。因此，礦山企業(yè)需要對磨礦分級作業(yè)合理編排、不斷探究，尋求更加有效、合理的途徑和方法，實現(xiàn)磨礦分級作業(yè)的自動化控制，這也會對礦山的開采、生產工作產生積極的推動作用。

（5）PLC控制系統(tǒng)在排水中的應用。PLC控制技術在礦山的排水系統(tǒng)中的應用也是十分必要的。因為目前，我國人工成本較高，礦山開采工作環(huán)境又十分惡劣，并且人工操作效率低、誤差大。PLC控制系統(tǒng)的使用，可以有效的解決上述問題。在出現(xiàn)危險或者緊急情況時，PLC系統(tǒng)可以發(fā)出警報，提醒礦山工作人員撤離，保障了工作人員的生命、財產安全。

3 PLC運用中的注意事項

（1）保障PLC控制系統(tǒng)運用環(huán)境的干燥性。雖然PCL控制系統(tǒng)具有較強的環(huán)境適應能力，但是因為其自身是電氣設備，所以需要充分保障在應用PLC控制系統(tǒng)時，其周邊環(huán)境的干燥性，以確保礦山電氣設備使用的安全性、穩(wěn)定性。

（2）保障PCL控制系統(tǒng)運用電源的穩(wěn)定性。若系統(tǒng)使用的電源不穩(wěn)定，可能會出現(xiàn)電壓波動的情況，嚴重時，甚至造成PLC控制技術發(fā)生故障，所以保障PLC控制系統(tǒng)應用時電源的安全穩(wěn)定，是礦山企業(yè)生產、運行的必要條件。

4 PLC技術發(fā)展趨勢

（1）數(shù)字化和網絡信息化。網絡信息技術的不斷發(fā)展和進步為其他領域提供了重要的技術保障。電氣自動化中的一些研究成果都離不開計算機技術，因此我們需要不斷推動信息化技術的不斷發(fā)展。

（2）提升可靠性和抵抗干預的能力。在礦山工作中，偶爾會出現(xiàn)一些電磁干擾，這對PLC技術有著極大的影響。提升該技術的抗干擾性、可靠性也是一個重要的發(fā)展趨勢。

5 結語

PLC技術使用一種可編程存儲器作為內部存儲程序，進行邏輯計算，并通過數(shù)字、模擬對各種類型的機械或者相關生產過程進行控制。在礦山電氣自動化中，廣泛應用PLC技術，一方面可提高礦山機電控制自動化水平，一方面還可以提高礦產資源的開采水平。與此同時，盡管我國礦山生產中的PLC電氣自動化技術已經取得了一定的發(fā)展，但是在實際應用過程中，依然有很多地方亟待改進與完善。因此，為了有效的提高PLC的技術水平，仍需繼續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新電氣自動化生產和控制技術，強化PLC技術的研究與和開發(fā)。