王衡 魏金玉

摘 要：隨著科技的發(fā)展，PLC技術(shù)在煤礦電氣自動化中的應(yīng)用越來越廣泛。根據(jù)實際應(yīng)用情況，PLC技術(shù)的應(yīng)用有效提升了煤礦的生產(chǎn)效率。因此，研究PLC技術(shù)在煤礦電氣自動化中的應(yīng)用意義重大。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);煤礦電氣自動化;生產(chǎn)效率

中圖分類號：TD67 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）07-0066-02

Abstract： With the development of science and technology， PLC technology is widely used in coal mine electrical automation. According to the actual application situation， the application of PLC technology has effectively improved the production efficiency of coal mines. Therefore， it is of great significance to study the application of PLC technology in coal mine electrical automation.

Keywords： PLC technology;coal mine electrical automation;production efficiency

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)增長，煤炭資源數(shù)量和質(zhì)量的需求與日俱增。為滿足新形勢下對煤炭資源的需求，需不斷完善生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)。PLC技術(shù)的應(yīng)用，提升了煤礦電氣自動化的生產(chǎn)水平，解決了傳統(tǒng)電氣生產(chǎn)中能耗高、可靠性低等問題，促進了煤礦行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 PLC概述

PLC即可編程控制器，是計算機技術(shù)的分支，專門用于工業(yè)生產(chǎn)。PLC的結(jié)構(gòu)包括電源、系統(tǒng)程序儲存器、接口電路、CPU、通信模塊及功能模塊。

具體工作原理如下。

①輸入采樣。PLC通過掃描收集需讀入的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，然后儲存到相應(yīng)的映象區(qū)單元。采樣結(jié)束后，PLC可執(zhí)行用戶程序并進行刷新。此階段可任意輸入數(shù)據(jù)。

②程序執(zhí)行。PLC按照梯形圖程序的順序，自上而下、從左到右執(zhí)行用戶程序。程序執(zhí)行中，根據(jù)程序運算指令，通過邏輯運算或其他運算計算結(jié)果，存入相應(yīng)內(nèi)部繼電器，然后刷新對應(yīng)狀態(tài)，確定是否需要執(zhí)行相關(guān)指令。

③輸出刷新。掃描結(jié)束后，PLC開始輸出刷新。CPU根據(jù)映象區(qū)的狀態(tài)和具體數(shù)據(jù)，鎖存所有輸出電路，然后輸出驅(qū)動外部程序。

以上步驟是PLC工作的一個周期。PLC運行中，將重復(fù)執(zhí)行上述步驟[1]。

2 PLC技術(shù)的優(yōu)點

PLC技術(shù)的優(yōu)點表現(xiàn)在以下3個方面。

①穩(wěn)定性強，抗干擾能力好。電氣自動化中，PLC技術(shù)通過大規(guī)模使用集成電路技術(shù)，提高了系統(tǒng)的整體可靠性。同時，PLC的硬件具備自我檢測功能，可及時發(fā)現(xiàn)運行故障，并進行報警。大型企業(yè)在生產(chǎn)中引入PLC技術(shù)，有效降低了生產(chǎn)故障率，提升了生產(chǎn)效率。

②功能強大，維護簡單，且能耗小。PLC技術(shù)在理論和實踐方面均已較為成熟，可滿足煤礦自動化生產(chǎn)需要;在數(shù)據(jù)運算和邏輯處理方面，應(yīng)用便捷，可適應(yīng)當(dāng)前煤礦自動化生產(chǎn)。實際應(yīng)用中，PLC控制器以存儲邏輯為主，裝置外部接線數(shù)量較少，接口簡單。此外，PLC技術(shù)可實現(xiàn)在線編程，廣泛應(yīng)用于小批量生產(chǎn)。與傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)能耗較低，降低了能源生產(chǎn)成本。

③語言編程簡單。作為工業(yè)控制計算機，PLC語言編程相對簡單，主要采用梯形圖語言，有利于PLC技術(shù)的普及[2]。

3 PLC技術(shù)在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在提升機系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

實際應(yīng)用中，傳統(tǒng)提升機已無法滿足當(dāng)前煤礦發(fā)展需要，而PLC技術(shù)的發(fā)展為提升機的改進創(chuàng)造了技術(shù)條件。PLC以改造繼電器為主，通過可編程控制器和大功率晶閘管變流器改造提升機，具體包括兩個方面。一方面，確定傳統(tǒng)提升機需要保留的部件，如直流電機。改造時，繼續(xù)使用的部件無需更換，以減少改造流程，節(jié)約成本。另一方面，提升機操作臺的改造。改造操作平臺時，需調(diào)整控制回路，轉(zhuǎn)換刀閘，并根據(jù)實際需要添加刀閘。新系統(tǒng)安裝完成后，需進行調(diào)試，舊系統(tǒng)可繼續(xù)工作。當(dāng)改造后的系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可使用舊系統(tǒng)臨時替代。調(diào)試時，傳感器的校驗和檢測需要帶電測試，以達(dá)到實時控制參數(shù)的目的。

3.2 PLC在帶式傳輸機上的應(yīng)用

PLC技術(shù)在帶式傳輸機中應(yīng)用效果明顯，提升了皮帶機輸煤系統(tǒng)的效率，減少了傳輸電能的浪費。帶式傳輸機中，信號采集系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)是重要的組成內(nèi)容。信號處理系統(tǒng)主要由人機界面、工控機及PLC等構(gòu)成。在煤礦井下使用時，PLC系統(tǒng)優(yōu)勢明顯。究其原因，在于煤礦井下的環(huán)境相對復(fù)雜，易受電磁干擾，而PLC系統(tǒng)的抗干擾性和穩(wěn)定性較強，適用于此工作環(huán)境。

3.3 PLC技術(shù)在排水泵中的應(yīng)用

排水泵系統(tǒng)中，PLC技術(shù)可實現(xiàn)控制、保護、遠(yuǎn)程通信及監(jiān)控等功能，還可以優(yōu)化調(diào)度效果。主排水泵中，PLC自動控制系統(tǒng)的設(shè)備組成包括通信接口、數(shù)據(jù)處理中心、網(wǎng)絡(luò)傳輸、信號采集系統(tǒng)、電控裝置及機房部件等。PLC系統(tǒng)包含地面監(jiān)控主站、PLC控制及機械設(shè)備三個層次。PLC系統(tǒng)運行相對穩(wěn)定，不會出現(xiàn)較大故障，具有良好的故障診斷能力和設(shè)備保護作用。PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，人工控制系統(tǒng)可發(fā)揮作用，以確保水泵正常工作，實現(xiàn)正常的排水功能[3]。

3.4 PLC技術(shù)在設(shè)備集中控制中的應(yīng)用

煤礦企業(yè)的設(shè)備集中控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)主要應(yīng)用于綜采工作面設(shè)備、集中控制系統(tǒng)及煤炭地面篩分系統(tǒng)。煤礦綜采工作面的設(shè)備類型有轉(zhuǎn)載機、輸送機及采煤機。PLC系統(tǒng)的應(yīng)用強化了綜采過程的安全性能，提升了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。PLC集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了設(shè)備的集中監(jiān)控。此外，集中控制系統(tǒng)還具備監(jiān)控運行狀態(tài)的功能。當(dāng)系統(tǒng)運行故障時，PLC系統(tǒng)會自動報警，便于工作人員及時處理，確保了系統(tǒng)的正常運行。煤炭篩分系統(tǒng)中，由于相應(yīng)設(shè)備較大，應(yīng)用PLC技術(shù)可劃分篩分系統(tǒng)，控制系統(tǒng)主站和分站通信，從而實現(xiàn)對煤炭地面篩分系統(tǒng)的總體控制

4 PLC技術(shù)在電氣自動化控制應(yīng)用的發(fā)展趨勢

在工作環(huán)境相對復(fù)雜的區(qū)域，傳統(tǒng)人工控制方法不僅危險系數(shù)大、成本高，而且工作效率無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。近年來，PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用于電氣自動化控制領(lǐng)域，很好地解決了該問題，為企業(yè)創(chuàng)造了效益。

5 結(jié)語

煤礦自動化生產(chǎn)中，PLC技術(shù)不僅表現(xiàn)出良好的經(jīng)濟性能，而且具備較高的可靠度。PLC技術(shù)在煤炭提升機、運輸機、排水泵及設(shè)備集中控制等方面應(yīng)用效果良好，提升了安全生產(chǎn)效率，降低了設(shè)備維護費用，提高了經(jīng)濟效益。隨著科技的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)將廣泛應(yīng)用于煤礦自動化生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊海英.PLC技術(shù)在煤炭工程電氣自動化中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2013（11）：85-86.

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[3]索楠，馬春燕，李永剛.基于PLC的礦井提升機控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].機械工程與自動化，2012（2）：139-140.