張 倩

（三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南三門(mén)峽 472000）

0 引言

煤礦生產(chǎn)的機(jī)械化程度不斷提高，各種機(jī)電設(shè)備的使用提高煤礦開(kāi)采的效率，減輕人員的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，利用PLC 技術(shù)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制，相比較傳統(tǒng)的控制方式，優(yōu)勢(shì)明顯，在提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低運(yùn)行能耗的同時(shí)，也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)中存在的安全隱患，保證煤礦生產(chǎn)安全。

1 PLC 技術(shù)的特點(diǎn)

PLC 具有幾個(gè)非常鮮明的特點(diǎn)。①編程簡(jiǎn)單，使用方便。PLC 中使用的編程語(yǔ)言是邏輯圖、梯形圖或者語(yǔ)句表等簡(jiǎn)明語(yǔ)言，不需要用到計(jì)算機(jī)知識(shí)，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)程序的在線調(diào)整，在保持硬件不變的情況下，方便對(duì)控制程序進(jìn)行修改；②性價(jià)比高。PLC 具備極強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制，與同類(lèi)型繼電器相比，性價(jià)比更高，而且能夠結(jié)合通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集中管理和分散控制；③適應(yīng)性強(qiáng)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，PLC 產(chǎn)品已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，能夠?yàn)橛脩籼峁└鞣N各樣的硬件設(shè)施，使得用戶可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活選擇和配置，組建規(guī)模和功能各異的系統(tǒng)[1]，PLC 本身的帶負(fù)載能力強(qiáng)，可以直接驅(qū)動(dòng)小型交流接觸器和電磁閥；④可靠性高。傳統(tǒng)繼電控制系統(tǒng)采用的多是時(shí)間繼電器或者中間繼電器，觸點(diǎn)接觸不良很容易引發(fā)故障，在PLC中，繼電器被軟件程序取代，只需要保留少數(shù)與輸入輸出相關(guān)的硬件即可，可靠性更高。同時(shí)，在PLC 中，應(yīng)用大量硬件及軟件抗干擾措施，使得他具備較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠在電磁干擾強(qiáng)烈的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)直接使用。

2 PLC 技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備控制中的優(yōu)勢(shì)

作為一種自動(dòng)化控制系統(tǒng)，PLC 在最初的工程設(shè)計(jì)理念中，充分體現(xiàn)出便捷的特點(diǎn)，將其應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備控制中，可以切實(shí)保證設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行[2]，而且控制的靈活性更強(qiáng)。PLC 在煤礦機(jī)電設(shè)備控制中的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：①操作便利。煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電設(shè)備多，不同設(shè)備有不同的控制要求，控制中如果采用PLC 技術(shù)，則控制的難度會(huì)大大降低，對(duì)于操作人員的專(zhuān)業(yè)水平的要求也會(huì)隨之下降，在這種情況下，操作人員不需要做出任何改變，就可以運(yùn)用自身掌握的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，對(duì)PLC 系統(tǒng)中的各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以PLC 梯形圖技術(shù)為例，能夠依照既定流程，進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的操作和控制，與其他控制技術(shù)相比，操作更加簡(jiǎn)單便捷；②成本低廉。PLC 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的成本較低，因?yàn)槠浔旧砭邆漭^高的集成度，在運(yùn)行過(guò)程中，只需要配合相應(yīng)的外接體系就可以保證控制功能的發(fā)揮，與繼電器控制相比，PLC 技術(shù)本身的成本雖然相對(duì)較高，但是性能更加全面，通過(guò)合理應(yīng)用，可以對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，從而降低機(jī)電設(shè)備的使用成本[3]。不僅如此，PLC技術(shù)的應(yīng)用，還能夠以網(wǎng)絡(luò)為支撐，實(shí)現(xiàn)信息的互動(dòng)與交流，為煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)的構(gòu)建和完善提供良好支撐；③技術(shù)安全。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，PLC 技術(shù)的硬件設(shè)施配套十分完善，相比較傳統(tǒng)技術(shù)有著更加明顯的優(yōu)勢(shì)，而且其安全性更好，將其應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備控制中，能夠在保證控制效果的同時(shí)，提升機(jī)電控制的安全性。

3 PLC 技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備控制中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用原理

3.1.1 輸入采樣

輸入采樣強(qiáng)調(diào)對(duì)相關(guān)信息的輸入，一般都會(huì)采用掃描儀來(lái)提高輸入的效率，將掃描得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相關(guān)設(shè)備中，然后再進(jìn)行出傳輸。當(dāng)煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中需要用到相應(yīng)的數(shù)據(jù)時(shí)，PLC 掃描系統(tǒng)工作，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的有效控制，以此來(lái)保證控制的隨機(jī)性和有效性，在這個(gè)過(guò)程中必須確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性、全面性和及時(shí)性，做好合理分類(lèi)，同時(shí)不能對(duì)掃描數(shù)據(jù)做出任何更改，要求其必須與實(shí)際數(shù)據(jù)保持高度吻合[4]。

3.1.2 程序執(zhí)行

在數(shù)據(jù)信息輸入采樣完成后，還需要進(jìn)入梯形圖模式進(jìn)行掃描，這個(gè)過(guò)程要求依照自上而下、從左到右的順序開(kāi)展邏輯計(jì)算，形成完善的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)掃描數(shù)據(jù)，以此為參考，對(duì)區(qū)域內(nèi)的程序進(jìn)行更新。在程序執(zhí)行過(guò)程中，必須保證在1 個(gè)掃描周期內(nèi)輸入采樣數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生任何變化，將輸入點(diǎn)控制在原本的狀態(tài)，避免因?yàn)檩斎朦c(diǎn)或者數(shù)據(jù)的變化而引發(fā)操作漏洞，對(duì)于得到的執(zhí)行結(jié)果，同樣不能進(jìn)行改變。

3.1.3 輸出刷新

輸出刷新是操作的最終環(huán)節(jié)，對(duì)上述2 個(gè)環(huán)節(jié)處理結(jié)果的總結(jié)分析，形成相應(yīng)的結(jié)論，然后將結(jié)論以數(shù)據(jù)信息的模式進(jìn)行輸出，確保其他系統(tǒng)能夠以此為基礎(chǔ)，執(zhí)行相應(yīng)的操作指令。必須切實(shí)保證信息傳輸?shù)耐〞承裕ＷC操作指令的真實(shí)有效，同時(shí)要求其必須能夠及時(shí)傳遞，以此來(lái)提升機(jī)電設(shè)備控制的效果[5]。

3.2 具體應(yīng)用

3.2.1 在提升機(jī)中的應(yīng)用

將PLC 技術(shù)應(yīng)用到提升機(jī)控制中，能夠切實(shí)保證其運(yùn)行安全。提升機(jī)是聯(lián)系地面與井下的主要途徑，也是煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中的核心環(huán)節(jié)，運(yùn)行質(zhì)量會(huì)直接影響煤礦的生產(chǎn)安全。傳統(tǒng)煤礦提升機(jī)采用的控制系統(tǒng)多是繼電器控制，作業(yè)效率低，設(shè)備使用周期短，需要手動(dòng)操作。PLC 技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以提升機(jī)操控的精度，也能夠幫助工作人員動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，設(shè)置在提升機(jī)中的感應(yīng)裝置會(huì)立即將異常信息反饋給控制中心，發(fā)出相應(yīng)的聲光報(bào)警，提醒操作人員注意的同時(shí)，也會(huì)立即執(zhí)行預(yù)先設(shè)定好的應(yīng)急程序來(lái)實(shí)現(xiàn)安全停車(chē)，從而減少提升機(jī)運(yùn)行中的安全隱患。

3.2.2 在絞車(chē)中的應(yīng)用

PLC 技術(shù)在絞車(chē)控制中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在運(yùn)行方向控制，通過(guò)設(shè)置具有針對(duì)性的技術(shù)設(shè)備，能夠完成絞車(chē)開(kāi)關(guān)狀態(tài)和不同狀態(tài)發(fā)生次數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，如果檢測(cè)到絞車(chē)啟動(dòng)按鈕于較短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)反復(fù)變化，則會(huì)通過(guò)相應(yīng)的計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)對(duì)其他計(jì)數(shù)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)開(kāi)關(guān)與絞車(chē)上方熔碰的方式來(lái)加大吸附力，推動(dòng)絞車(chē)向上移動(dòng)。反之，如果檢測(cè)到絞車(chē)啟動(dòng)按鈕在相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的狀態(tài)變化較少，則開(kāi)關(guān)會(huì)與絞車(chē)下方熔碰，推動(dòng)絞車(chē)向下移動(dòng)。

3.2.3 在運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)技術(shù)條件下，煤礦井下膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的操控方式多為人工操作，如果需要將運(yùn)行中的膠帶停止，操作人員會(huì)通過(guò)對(duì)液壓機(jī)械中油壓的調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)閘瓦和制動(dòng)片的接觸，通過(guò)增加膠帶運(yùn)輸機(jī)摩擦力的方式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備停車(chē)。這種方法雖然有效，但是因?yàn)槟Σ亮Φ拇嬖?，制定過(guò)程中制動(dòng)片會(huì)產(chǎn)生大量熱能，可能會(huì)對(duì)煤礦運(yùn)輸以及操作人員的人身安全造成威脅，而且會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的嚴(yán)重磨損，影響其使用壽命。與之相比，PLC 技術(shù)在膠帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸機(jī)制動(dòng)片的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作，在設(shè)備停車(chē)的過(guò)程中，配合間歇式控制手段來(lái)減少熱量的產(chǎn)生，不僅保證制動(dòng)的有效性，減少制動(dòng)作業(yè)中的安全隱患，同時(shí)也能夠減少設(shè)備磨損問(wèn)題，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

3.2.4 在風(fēng)門(mén)監(jiān)控中的應(yīng)用

礦井系統(tǒng)中，風(fēng)門(mén)是巷道內(nèi)部氣體實(shí)現(xiàn)內(nèi)外交換的關(guān)鍵渠道，能夠?qū)⒚旱V開(kāi)采中產(chǎn)生的有毒有害氣體和粉塵輸送到地面，以此來(lái)保證巷道內(nèi)部和礦井的良好通風(fēng)，其運(yùn)行效果對(duì)于礦井生產(chǎn)安全意義重大。以往煤礦生產(chǎn)中，風(fēng)門(mén)的控制多數(shù)是依靠人工進(jìn)行，但是因?yàn)榫仑?fù)壓的存在，人工進(jìn)行風(fēng)門(mén)調(diào)控不僅難度大，還容易造成風(fēng)門(mén)的損壞，對(duì)煤礦井下通風(fēng)安全造成威脅。PLC 技術(shù)的應(yīng)用，可以通過(guò)在風(fēng)門(mén)位置安裝紅外感應(yīng)裝置的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)門(mén)位置人車(chē)通行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)感應(yīng)到有車(chē)輛需要通過(guò)風(fēng)門(mén)時(shí)，紅外裝置會(huì)將收集到的信息傳輸?shù)絇LC 控制中心，由控制中心控制相關(guān)執(zhí)行單元，操控風(fēng)門(mén)啟動(dòng)，而等到車(chē)輛完全通過(guò)后，在確認(rèn)安全的情況下，控制系統(tǒng)會(huì)再次控制執(zhí)行單元關(guān)閉風(fēng)門(mén)。通過(guò)這樣的方式，風(fēng)門(mén)控制的效率和安全性可以得到極大提高，也能夠?qū)崿F(xiàn)控制的自動(dòng)化[6]。

3.2.5 在安全系統(tǒng)中的應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)中，安全系統(tǒng)的重要性不言而喻，因?yàn)槊旱V開(kāi)采深度較大，人員疏散難度大，一旦發(fā)生安全事故，將會(huì)引發(fā)極其嚴(yán)重的后果。對(duì)原本的煤礦生產(chǎn)安全管理模式進(jìn)行分析，雖然安全問(wèn)題備受重視，但是無(wú)論是機(jī)械設(shè)備而還是檢測(cè)系統(tǒng)，都比較簡(jiǎn)單，得到的各類(lèi)管理信息不夠全面和精準(zhǔn)，也就無(wú)法為煤礦安全管理提供可靠支撐。PLC 技術(shù)的應(yīng)用，能夠顯著提升煤礦安全管理系統(tǒng)的運(yùn)行效果，配合感應(yīng)裝置和探測(cè)系統(tǒng)，管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握井下情況，而在感應(yīng)到異常后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并將報(bào)警信息傳輸?shù)娇刂浦行模源藖?lái)保證安全監(jiān)管的實(shí)時(shí)性，還能夠?qū)σ恍┤斯た刂齐y度較大的環(huán)節(jié)進(jìn)行有效處理，保證安全管控的效果。

3.3 注意事項(xiàng)

（1）應(yīng)該充分了解煤礦的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)其機(jī)電設(shè)備的類(lèi)型、性能以及運(yùn)行管理狀況等進(jìn)行詳細(xì)分析，找出其中存在的不足和問(wèn)題，采取有效措施來(lái)保證PLC 技術(shù)的應(yīng)用效果。

（2）應(yīng)該進(jìn)一步提升作業(yè)人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，配合定期培訓(xùn)和考核，確保技術(shù)人員能夠熟練掌握PLC 設(shè)備的操作方法，預(yù)防不規(guī)范操作可能引發(fā)的問(wèn)題，同時(shí)還應(yīng)該促進(jìn)其實(shí)踐應(yīng)用能力的提升，避免出現(xiàn)空有理論而實(shí)踐能力不足的情況。

（3）應(yīng)該重視對(duì)于煤礦機(jī)電設(shè)備的日常維護(hù)工作，構(gòu)建起全面且具有針對(duì)性的檢查機(jī)制，做好機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況的跟蹤管理，以此來(lái)強(qiáng)化PLC 技術(shù)的應(yīng)用效果。

4 結(jié)語(yǔ)

將PLC 技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備控制中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤礦生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的整合，形成完善統(tǒng)一的控制系統(tǒng)，在提升煤礦生產(chǎn)效率的同時(shí)，還能夠?qū)伦鳂I(yè)的環(huán)境進(jìn)行改善，保證煤礦生產(chǎn)安全。在煤礦發(fā)展中，管理人員應(yīng)該充分重視PLC 技術(shù)的應(yīng)用，做好深入研究，將PLC 技術(shù)普及到煤礦生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，為礦井的現(xiàn)代化和信息化建設(shè)注入新的活力。