＊衛(wèi)斌斌

（山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)蒲縣豹子溝煤業(yè)有限公司 山西 041000）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，礦山仍然在人類(lèi)使用的能源中占領(lǐng)重要地位。礦山能源為人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)發(fā)展的動(dòng)力，是不可或缺的資源。在人口逐漸增多的壓力下，礦山供給開(kāi)始出現(xiàn)跟不上人類(lèi)需求的情況。于是，在礦山開(kāi)采時(shí)能合理高效地開(kāi)采礦山資源十分重要。PLC簡(jiǎn)稱(chēng)為可編程邏輯控制器，它有管理高效、編程簡(jiǎn)潔的優(yōu)點(diǎn)，常用于工廠自動(dòng)化生產(chǎn)。在礦山開(kāi)采過(guò)程中，也運(yùn)用PLC技術(shù)對(duì)開(kāi)采的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行操作控制。PLC技術(shù)相比較于其他技術(shù)有更精確的控制力，它抗干擾能力強(qiáng)，并且安全可控性高。這樣在確保工人施工環(huán)境都是安全的前提下，生產(chǎn)效率才能夠大幅度提高。PLC技術(shù)能夠合理高效控制自動(dòng)化儀器的運(yùn)行，有利于礦山機(jī)電控制的平穩(wěn)和高效開(kāi)采，節(jié)省企業(yè)的財(cái)力和人力，從而使得生產(chǎn)變得快速和高效益，這也是PLC應(yīng)用于眾多自動(dòng)化領(lǐng)域的原因。

1.PLC技術(shù)工作原理

(1)PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)是一種能夠控制自動(dòng)化設(shè)備的技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)為可編程邏輯控制器。PLC邏輯控制器主要由中央處理器、外接口、電源模塊以及編程設(shè)備組成。PLC技術(shù)主要基于計(jì)算機(jī)，通過(guò)可編程控制器對(duì)設(shè)備下達(dá)控制指令[1]。它采用的是可編程邏輯控制器，對(duì)邏輯控制器內(nèi)部的程序進(jìn)行計(jì)算、邏輯運(yùn)算、定時(shí)等操作。用戶(hù)通過(guò)可視化的操作頁(yè)面，通過(guò)數(shù)字或者模擬輸入輸出量向自動(dòng)化設(shè)備下達(dá)各類(lèi)操作指令，來(lái)控制機(jī)械的動(dòng)作從而控制生產(chǎn)過(guò)程。PLC技術(shù)操作簡(jiǎn)單，同時(shí)執(zhí)行精確度高，運(yùn)行起來(lái)不容易受外界影響，有較強(qiáng)的可靠性，能夠提升生產(chǎn)過(guò)程中的安全性。從一些角度看來(lái)，PLC技術(shù)相當(dāng)于使用顯示器、鍵盤(pán)和鼠標(biāo)來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程，使用電腦與礦山機(jī)相連接，從而提高生產(chǎn)的效率。相較于傳統(tǒng)的繼電器技術(shù)，PLC技術(shù)有更多的應(yīng)用空間并且能夠代替繼電器的工作來(lái)產(chǎn)生更多的工作價(jià)值。隨著近些年來(lái)礦山資源的開(kāi)采，PLC技術(shù)也相繼應(yīng)用于礦山開(kāi)采的控制過(guò)程，促進(jìn)了礦山事業(yè)的發(fā)展也提高了開(kāi)采效率。因此，對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用于礦山機(jī)電控制中的研究非常有必要，也為將PLC技術(shù)應(yīng)用到其他領(lǐng)域做好參考。

(2)PLC技術(shù)優(yōu)勢(shì)

PLC的操作頁(yè)面非常簡(jiǎn)潔，通過(guò)編程設(shè)置可視化界面，用戶(hù)在界面上就能下達(dá)設(shè)備控制的指令。PLC的程序編寫(xiě)是按照模塊化程序來(lái)處理，有利于程序的增刪、調(diào)整和迭代，所以使用PLC技術(shù)在編寫(xiě)程序時(shí)，對(duì)程序整理和修改的時(shí)間更少，提高了工作效率。目前，PLC主要運(yùn)用于我國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)的工廠中，廣泛應(yīng)用于閉環(huán)控制、機(jī)械制動(dòng)、邏輯裝置等系統(tǒng)當(dāng)中。此外，PLC技術(shù)操作簡(jiǎn)單，安全性高，可靠性強(qiáng)，隨著礦山事業(yè)的發(fā)展，PLC在礦山機(jī)電控制工作中顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，是采礦過(guò)程必不可少的技術(shù)支持[2]。

2.PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制的應(yīng)用

(1)在傳輸機(jī)上的應(yīng)用

在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，我國(guó)礦山機(jī)電控制設(shè)備正在朝著智能化、無(wú)人化的方向發(fā)展。其中KZP裝置是主要由電控器、液壓系統(tǒng)、制動(dòng)器組成的盤(pán)式裝置，在整個(gè)礦山機(jī)電系統(tǒng)中利用盤(pán)式裝置為設(shè)備運(yùn)行提供動(dòng)力，依靠盤(pán)式裝置和閘瓦的摩擦產(chǎn)生力矩，再通過(guò)液壓裝置來(lái)調(diào)整動(dòng)力大小。在未啟動(dòng)裝置之前，裝置產(chǎn)生的動(dòng)力為0，而液壓裝置中的壓力達(dá)到最大值。在這個(gè)裝置運(yùn)作的過(guò)程中，關(guān)鍵在于各設(shè)備能夠平穩(wěn)運(yùn)行，收到控制指令的時(shí)候能夠及時(shí)響應(yīng)。機(jī)器溫度高達(dá)40℃時(shí)，礦山機(jī)電制動(dòng)頻率大約為1小時(shí)10次。那么在這個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，PLC技術(shù)就能發(fā)揮它的作用。PLC技術(shù)主要運(yùn)用于控制傳輸機(jī)速度，PLC技術(shù)通過(guò)控制傳輸機(jī)運(yùn)作的電流大小，并且實(shí)時(shí)監(jiān)控傳輸機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，將監(jiān)控得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，使傳輸機(jī)能夠進(jìn)行自我判斷從而完成對(duì)傳輸機(jī)運(yùn)行速度的控制。如果運(yùn)輸量過(guò)大，就需要提高運(yùn)行速度來(lái)加快工作速度。同時(shí)在運(yùn)輸量較小的情況下，也可以調(diào)小運(yùn)行速度，從而達(dá)到節(jié)能的效果。在整個(gè)控制過(guò)程中，最關(guān)鍵部分為傳輸機(jī)的電流控制，而PLC技術(shù)則在這一過(guò)程發(fā)揮作用。

(2)在牽引采煤機(jī)的應(yīng)用

在采煤過(guò)程中，牽引采煤機(jī)器是應(yīng)用到采煤作業(yè)指導(dǎo)的重要機(jī)器，它集電氣設(shè)備、液壓設(shè)備以及機(jī)械設(shè)備于一體，是一體化的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)。在礦山機(jī)電控制過(guò)程中增加電牽引的技術(shù)至關(guān)重要，這不僅提高了礦山機(jī)電運(yùn)行的動(dòng)力，也在提高采煤作業(yè)工作效率的同時(shí)保證了礦山機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定。有利于布置安全高效的采煤工作環(huán)境，極大提高采煤工作效率，也減少了故障損失。電牽引技術(shù)中就運(yùn)用到PLC技術(shù)，PLC技術(shù)與傳統(tǒng)液壓牽引技術(shù)相比工作可靠性更強(qiáng)[3]。使用PLC技術(shù)能實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的作業(yè)要求，從而降低采煤機(jī)電運(yùn)行的故障，提高安全性能和工作性能。同時(shí)也增加了礦山機(jī)電的制動(dòng)性，達(dá)到生產(chǎn)自動(dòng)化的目標(biāo)。

圖1

(3)在采煤絞車(chē)的應(yīng)用

在運(yùn)行采煤絞車(chē)過(guò)程中，PLC技術(shù)通過(guò)控制絞車(chē)的運(yùn)行速度和方向來(lái)完成絞車(chē)系統(tǒng)的工作。絞車(chē)的運(yùn)行方向以及開(kāi)啟和關(guān)閉的情況下，使用PLC技術(shù)能在方向上記錄開(kāi)關(guān)次數(shù)和觸碰頻率。首先通過(guò)PLC技術(shù)設(shè)置固定的時(shí)間間隔，在間隔時(shí)間內(nèi)記錄下開(kāi)關(guān)觸碰次數(shù)，PLC能記錄并分析出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，計(jì)算出絞車(chē)運(yùn)行速度。比如在10秒內(nèi)，系統(tǒng)開(kāi)關(guān)變化率兩次，那么使用一個(gè)設(shè)備去控制另一個(gè)設(shè)備時(shí)，出現(xiàn)絞車(chē)上部觸動(dòng)開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，并將絞車(chē)推起。如果在這期間僅記錄了一次開(kāi)關(guān)記錄，那么絞車(chē)下部觸動(dòng)開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生向下移動(dòng)的動(dòng)力。此外，如果絞車(chē)系統(tǒng)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，PLC技術(shù)系統(tǒng)還會(huì)發(fā)警告信號(hào)提醒工作人員及時(shí)調(diào)整和變動(dòng)，避免產(chǎn)生危險(xiǎn)。

(4)在改造老式提升機(jī)的應(yīng)用

運(yùn)用PLC技術(shù)也能夠?qū)鲜降V區(qū)的提升機(jī)進(jìn)行改造和變革。其中，PLC技術(shù)參與的是對(duì)老式提升機(jī)電流的改造。在提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，最關(guān)鍵的控制因子就是對(duì)電流的控制。用PLC技術(shù)對(duì)老式提升機(jī)的控制器和晶閘管進(jìn)行改造，從而完成老式提升機(jī)改造過(guò)程。首先，通過(guò)PLC技術(shù)的改造完成操作臺(tái)的轉(zhuǎn)移，將原先的操作臺(tái)改變，換成新式操作臺(tái)，這樣完成改造過(guò)程的基礎(chǔ)部分。同時(shí)，提升機(jī)改用了新式操作臺(tái)時(shí)還保留了老式操作臺(tái)，這樣可以在兩種操作臺(tái)之間來(lái)回變換，也保留了原來(lái)的操作臺(tái)的使用價(jià)值。其次，改變新舊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器，為裝置配備合理的轉(zhuǎn)換器，能將舊系統(tǒng)改造至新系統(tǒng)，將舊系統(tǒng)設(shè)置為備用系統(tǒng)，增加系統(tǒng)的可靠性。最后，聘用精通PLC技術(shù)的技術(shù)人員，充分將PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來(lái)。從根本上完成運(yùn)用PLC技術(shù)對(duì)老式提升機(jī)的改造，維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證提升機(jī)工作質(zhì)量[4]。

圖2

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上，從PLC運(yùn)用于礦山機(jī)電控制的例子來(lái)看，現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程已經(jīng)很大程度上利用PLC技術(shù)的便捷和優(yōu)越性。特別是在高風(fēng)險(xiǎn)機(jī)械作業(yè)的環(huán)境下，使用PLC技術(shù)更能保障工人生命安全，從而使得生產(chǎn)產(chǎn)生最大化效益。PLC技術(shù)憑借其操作簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程中占領(lǐng)高位，得到很多企業(yè)的青睞。目前，PLC在礦山機(jī)電控制領(lǐng)域的重要應(yīng)用在傳輸機(jī)、牽引采煤機(jī)、運(yùn)行絞車(chē)以及老式提升機(jī)的改造上，發(fā)揮著PLC技術(shù)強(qiáng)大生命力和靈活度。為促進(jìn)礦山開(kāi)采事業(yè)注入了源源不斷的動(dòng)力，為推動(dòng)礦山事業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大推進(jìn)力，也為在其他領(lǐng)域的應(yīng)用提供相應(yīng)參考。