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        PLC 技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用價(jià)值分析

        2020-12-20 10:03:19張堅(jiān)飛
        中國金屬通報(bào) 2020年1期
        關(guān)鍵詞:礦山程序設(shè)備

        張堅(jiān)飛

        (云南迪慶礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司,云南 迪慶 674400)

        針對礦山采選工作而言,其是礦業(yè)中一個(gè)非常重要的工作內(nèi)容,對開展工作水平以及效率的提升具有很大的影響。而將PLC 技術(shù)科學(xué)的應(yīng)用于礦山機(jī)電控制中,不僅能夠有效的提高礦山開采質(zhì)量和效率,還可以從整體的角度上推動(dòng)我國礦業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。

        1 PLC技術(shù)概述

        PLC 技術(shù)是一種應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境的自動(dòng)化控制器,與以往的技術(shù)相比,其操作非常便利,功能相對齊全,并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)以及計(jì)算時(shí)間于一體化的自動(dòng)化控制目的,大大提升了整體的工作效率。同時(shí),PLC 技術(shù)也可以作為一種可編程的自動(dòng)化控制器,與傳統(tǒng)的系統(tǒng)不同,這一系統(tǒng)不會有太多的局限,其靈活性非常高。同時(shí),科學(xué)的采用該技術(shù),也可以讓經(jīng)濟(jì)效益得到全面提升,因?yàn)檫@一技術(shù)的柔韌性相對較好,可以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)化,再加上這一技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾能力,在應(yīng)用期間相對便捷,能夠有效的促進(jìn)工作效率提高[1]。

        從整體的角度分析,PLC 技術(shù)在對控制功能進(jìn)行實(shí)施的過程中,可以將其分為三個(gè)階段。

        第一,采樣輸入階段。對于這一階段來說,其主要是在一個(gè)程序周期內(nèi),對 PLC 輸入端進(jìn)行掃描,并將掃描結(jié)果寫入輸入狀態(tài)鎖存器,用于后續(xù)程序控制。在未執(zhí)行完用戶程序之前,即未到下一個(gè)程序周期,輸入狀態(tài)鎖存器值不改變。

        第二,執(zhí)行用戶程序階段。在進(jìn)行這一階段的過程中,PLC依據(jù)輸入鎖存值,逐步(逐行、段)執(zhí)行用戶程序,依次得出計(jì)算結(jié)果,并將結(jié)果寫入輸出寄存器。

        第三,刷新輸出階段。這一階段中用戶程序執(zhí)行完畢,刷新輸出寄存器并鎖存,直至下一個(gè)周期之前不再改變,輸出鎖存改變后驅(qū)動(dòng)外圍控制電路控制電力元件實(shí)現(xiàn)電力控制。之后再次掃描輸入端,進(jìn)行下一個(gè)程序周期。

        PLC 技術(shù)進(jìn)步,使得編程的語言更加簡潔化,讓人們更容易理解,在遇到問題時(shí),可以很容易地進(jìn)行在線修改。因此,將其廣泛的應(yīng)用在自動(dòng)化控制設(shè)備中,尤其是礦山機(jī)電控制中,能夠進(jìn)一步提升礦山采選效率,也為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

        2 礦山機(jī)電控制應(yīng)用價(jià)值

        2.1 對礦山采選老系統(tǒng)進(jìn)行改造

        由于近年來科學(xué)技術(shù)水平提升速度的不斷加快,致使新技術(shù)運(yùn)用成本大幅度下降,另一方面人力資源單個(gè)成本大幅度提升,人工成本在整體成本占比很大,從而推動(dòng)了“機(jī)械化換人,自動(dòng)化減人”活動(dòng)的開展。老礦山經(jīng)過多年發(fā)展,必定會留下很多老設(shè)備,而老設(shè)備機(jī)械本體依然完好,效率依然較高,但是電氣控制方面早就過時(shí),這將帶來的結(jié)果會是需要大量人力巡檢、維護(hù),設(shè)備故障高發(fā),安全壓力大,這為 PLC 運(yùn)用提供良好的市場。PLC 高度集成,將大大降低節(jié)點(diǎn)故障,同時(shí)可以集成大量儀表,加入程序后實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、維護(hù)自動(dòng),減少巡檢、維護(hù)人工,提高運(yùn)轉(zhuǎn)率,降低安全風(fēng)險(xiǎn)。如 :在對老式提升機(jī)進(jìn)行改造的過程中,對 PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,與其他的設(shè)備而言,可以將直流主電機(jī)以及機(jī)械部分保留下來,加入電機(jī)定子、軸承、轉(zhuǎn)鼓軸承溫度,震動(dòng)監(jiān)測,鋼絲斷裂監(jiān)測,位置、深度測量,壓力監(jiān)測、控制,電機(jī)電壓、電流以及保護(hù)設(shè)定等,實(shí)現(xiàn)提升機(jī)設(shè)備監(jiān)控、報(bào)警、安全管控自動(dòng)化,啟動(dòng)、停止程序化,提高設(shè)備運(yùn)行效率,降低安全風(fēng)險(xiǎn)。又如選礦中對傳統(tǒng)磨機(jī)控制進(jìn)行電氣自動(dòng)化改造,增加軸承、電機(jī)溫度,高壓電壓、電流,油系統(tǒng)油流、油壓、堵塞,齒輪溫度,勵(lì)磁、啟動(dòng)、氣動(dòng)離合、多點(diǎn)震動(dòng)監(jiān)測等,全面監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀況,記錄運(yùn)行數(shù)據(jù),全自動(dòng)控制各元器件,從而大大減少操作、維保人員,降低設(shè)備事故,特別是重大設(shè)備事故,大為減輕安全壓力。

        改造技術(shù)力量,既可以依托自身力量,也可以尋找技術(shù)實(shí)力強(qiáng)大技術(shù)商,對于大多數(shù)礦企而言外委比較現(xiàn)實(shí),符合實(shí)際。

        2.2 自動(dòng)化系統(tǒng)中現(xiàn)場終端控制

        在構(gòu)建全自動(dòng)系統(tǒng)中,PLC 可作為局部、現(xiàn)場自動(dòng)終端,PLC 依據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和集控中心數(shù)據(jù)運(yùn)行自身程序,發(fā)出相應(yīng)操作指令。這樣的系統(tǒng)中,終端 PLC 一方面可以集中上傳現(xiàn)場數(shù)據(jù),降低通訊構(gòu)建難度,另一方在通訊不暢或其他突發(fā)情況下運(yùn)行自身程序,可以維持現(xiàn)場生產(chǎn)秩序,防止設(shè)備損壞、安全事故。如 :井下通風(fēng)風(fēng)機(jī),通過 PLC 控制,PLC 通過光纜設(shè)備 Prof i bus總線接口上傳風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息,集控室可以察看運(yùn)行數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟、停止,干預(yù) PLC 運(yùn)行,在現(xiàn)場環(huán)境變化出現(xiàn)極端情況下,PLC 運(yùn)行自身程序停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行,開啟相應(yīng)風(fēng)門、啟動(dòng)其他風(fēng)機(jī),以達(dá)到保護(hù)設(shè)備、安全管理目的。

        2.3 能夠達(dá)到礦井下風(fēng)門自動(dòng)閉合的效果

        在具體的礦山工作進(jìn)行過程中,應(yīng)用的手段很多都是人工操作,這些手段的應(yīng)用,存在著很多不便利之處,工作效率也不高。而隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展,在工作期間,科學(xué)的對 PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,可以有效的對礦井下風(fēng)門的結(jié)構(gòu)組織進(jìn)行分析,并對遠(yuǎn)紅外線的感時(shí)器進(jìn)行借助,達(dá)到礦井下的風(fēng)門自動(dòng)閉合效果,不僅節(jié)約了人力,也在一定程度上節(jié)省了資金[3]。同時(shí),在對PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中,首先應(yīng)該將窗戶打開,然后再開門,因?yàn)轱L(fēng)門的壓力差相對較大,再加上規(guī)模也具有龐大性,所以采用這一辦法可以有效的促進(jìn)后續(xù)工作進(jìn)行。

        3 實(shí)際操作弊端分析

        由于新技術(shù)運(yùn)用成本大幅度下降,人工成本上升較大,從而推動(dòng)了“機(jī)械化換人,自動(dòng)化減”活動(dòng)的開展,促進(jìn)了 PLC 的推廣運(yùn)用,但是實(shí)際推廣運(yùn)用也存在諸多弊端。主要表現(xiàn)為 :①雖然現(xiàn)階段國家也已經(jīng)強(qiáng)化了對 PLC 技術(shù)的應(yīng)用,但由于這一技術(shù)在我國的起步相對較晚,所以,與國外的一些國家相比,這一技術(shù)在我國應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)較少,技術(shù)也不夠成熟。②因前述原因,導(dǎo)致整個(gè)市場 PLC 技術(shù)儲備、技術(shù)人才偏少,技術(shù)人才薪資較高,技術(shù)費(fèi)用高,影響使用與推廣。③因人工費(fèi)用較高,礦山經(jīng)濟(jì)效益下降,企業(yè)為了自身的發(fā)展,減少了高端人才,使得多數(shù)礦企高等級操作、維護(hù)人員偏少,已有人員使用 PLC 能做到,但是很難維護(hù)、特別是依據(jù)工藝、技術(shù)改變修改 PLC 程序,如果PLC 出現(xiàn)了系統(tǒng)方面的問題以及故障,那么很多技術(shù)人員無法進(jìn)行維修,必須要對設(shè)備進(jìn)行更換,這使得 PLC 技術(shù)難以大面積運(yùn)用。④ PLC 價(jià)格相對較高,在簡單系統(tǒng)中、需要經(jīng)常拓展、更改的系統(tǒng)中就沒有簡單電氣來的實(shí)惠,如一套溫控系統(tǒng),正常用溫控控制器,沒有必要使用 PLC。所以,在今后的礦山行業(yè)發(fā)展中,為了可以更好的促進(jìn)自身發(fā)展,一定要強(qiáng)化對 PLC技術(shù)的應(yīng)用,積極的探索,主動(dòng)學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),然后結(jié)合實(shí)際工作情況,適當(dāng)?shù)膶@一技術(shù)進(jìn)行革新 ;同時(shí)作為國家、行業(yè)層面需要促進(jìn) PLC技術(shù)培訓(xùn)、學(xué)習(xí),培育大量懂技術(shù)、會運(yùn)用的人才,儲備大量的 PLC編程、技術(shù)資料,減少壁壘,降低 PLC運(yùn)用成本,讓 PLC 不再高深,就像普通電氣那么運(yùn)用普遍、普通,這樣必將縮短差距,提升 PLC 技術(shù)水平。

        4 結(jié)束語

        在具體的礦山機(jī)電控制工作進(jìn)行階段,有效地對 PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,除了能夠?qū)ΦV山的整體工作效率進(jìn)行提升之外,還可以從根本上推動(dòng)礦山機(jī)電控制的整體發(fā)展進(jìn)程,有效提高了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平。因此,為了可以更好的迎合時(shí)代發(fā)展,滿足當(dāng)前社會的整體進(jìn)步需求,在今后的發(fā)展期間,相關(guān)人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況,科學(xué)的對這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行優(yōu)化,及時(shí)的進(jìn)行更新,保證 PLC 技術(shù)能夠在礦山機(jī)電控制中發(fā)揮出其應(yīng)有的價(jià)值和作用。

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