PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中運(yùn)用

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摘要：從plc技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中的運(yùn)用原理分析入手，重點(diǎn)研究了PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中的具體運(yùn)用要點(diǎn)，并針對(duì)性提出了PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中的運(yùn)用時(shí)需注意的相關(guān)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；煤礦機(jī)電；控制系統(tǒng)；運(yùn)用；分析

0引言

PLC技術(shù)屬于可編程邏輯控制器，通過(guò)使用可編程存儲(chǔ)器的方式，在機(jī)電控制系統(tǒng)中可開展順序控制、邏輯運(yùn)算等指令，通過(guò)相關(guān)智能控制程序，可實(shí)現(xiàn)機(jī)電控制系統(tǒng)數(shù)字化、模擬式的輸入與輸出，增強(qiáng)機(jī)電控制系統(tǒng)的靈敏度，降低煤礦機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)事故的概率[1]。因此，對(duì)PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中的運(yùn)用進(jìn)行分析有著較為重要的意義。

1PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中的

PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是對(duì)系統(tǒng)外接終端收集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的邏輯計(jì)算，根據(jù)邏輯計(jì)算的結(jié)果，給對(duì)應(yīng)的部件單元輸出所需執(zhí)行的命令。從當(dāng)前PLC技術(shù)的應(yīng)用來(lái)看，主要有三個(gè)環(huán)節(jié)：①采樣輸入環(huán)節(jié)，是PLC技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中最為基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)整體工作效果有著重要影響。在具體運(yùn)行時(shí)，通過(guò)CPU掃描儀對(duì)作業(yè)面的情況進(jìn)行全面掃描，將掃描得到的數(shù)據(jù)通過(guò)記錄的方式，存儲(chǔ)在I/O映像區(qū)域中，采集得到的數(shù)據(jù)會(huì)隨機(jī)傳輸?shù)教幚磉\(yùn)行部件中。從該環(huán)節(jié)的運(yùn)行來(lái)看，得到的數(shù)據(jù)是獨(dú)立的，不會(huì)因?yàn)楹罄m(xù)階段操作而出現(xiàn)較大的改變。所以，之前輸入數(shù)據(jù)必須有著較高的精準(zhǔn)性。②程序執(zhí)行環(huán)節(jié)。PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中具體執(zhí)行時(shí)，主要通過(guò)梯形圖的方式，根據(jù)設(shè)定的順序?qū)崿F(xiàn)對(duì)用戶的掃描，在具體掃描時(shí)可以分為上下、左右邏輯計(jì)算過(guò)程。對(duì)于計(jì)算得到的數(shù)據(jù)，全面記錄到計(jì)算機(jī)中。在該環(huán)節(jié)中，需要保證各種類型的數(shù)據(jù)一致性，防止系統(tǒng)在工作時(shí)，出現(xiàn)錯(cuò)誤信息指令的問(wèn)題。③輸出刷新環(huán)節(jié)，重點(diǎn)是對(duì)前兩個(gè)環(huán)節(jié)輸入得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出執(zhí)行。在機(jī)電控制系統(tǒng)中主要表現(xiàn)為，通過(guò)這些信息對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行全面調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的有效調(diào)控。PLC系統(tǒng)工作原理見圖1所示。

2PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中的具體運(yùn)用要點(diǎn)

2.1在提升機(jī)電控系統(tǒng)中的運(yùn)用

提升機(jī)主要包含主軸系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)、減速系統(tǒng)、液壓制動(dòng)系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)等。機(jī)電控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有系統(tǒng)運(yùn)行情況的全面監(jiān)測(cè)，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全可靠的控制提供出較強(qiáng)的保障。在提升機(jī)電控系統(tǒng)中，PLC技術(shù)是核心控制技術(shù)，涉及提升機(jī)變頻調(diào)速、人機(jī)交互、現(xiàn)場(chǎng)總線控制、井筒信號(hào)檢測(cè)、高低壓開關(guān)監(jiān)控、安全回路監(jiān)測(cè)等模塊。圖2為PLC技術(shù)在煤礦提升機(jī)電控系統(tǒng)中應(yīng)用控制方案。PLC屬于提升機(jī)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制器，構(gòu)建起提升機(jī)上位機(jī)、分系統(tǒng)之間的總線網(wǎng)絡(luò)，上位機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC遠(yuǎn)程調(diào)度，同時(shí)接受PLC監(jiān)測(cè)提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各類參數(shù)及發(fā)布的執(zhí)行指令。在PLC技術(shù)應(yīng)用中，設(shè)置了現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)人機(jī)交互功能，主要通過(guò)觸屏操作控制、主令開關(guān)等，對(duì)提升機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效控制。提升機(jī)實(shí)際工作情況通過(guò)指示燈的方式顯示出來(lái)。此外，為了有效對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的尖峰干擾情況進(jìn)行抑制，在PLC控制系統(tǒng)中進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)，以抗干擾能力較強(qiáng)的電流信號(hào)作為主要的信號(hào)來(lái)源，可以防止在井筒距離信號(hào)線較近的位置敷設(shè)動(dòng)力電纜。對(duì)于其中的開關(guān)信號(hào)，主要通過(guò)設(shè)置硬件防抖動(dòng)的方式，降低瞬變電磁產(chǎn)生的干擾，從而有效減少開關(guān)出現(xiàn)誤動(dòng)作的問(wèn)題。

2.2在絞車機(jī)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)可以在保證絞車機(jī)電系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行全面記錄和分析，通過(guò)各種類型的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)絞車運(yùn)行速度、運(yùn)行方向的有效控制。在對(duì)絞車運(yùn)行速度進(jìn)行控制時(shí)，PLC技術(shù)能夠從機(jī)械運(yùn)行頻率分析入手，對(duì)加速頻率進(jìn)行研究，利用效率單元對(duì)再生能力進(jìn)行計(jì)算。通常情況下，將數(shù)據(jù)刷新間隔控制在0.5s左右，對(duì)觸碰開關(guān)在該時(shí)間段中的頻率進(jìn)行記錄，信息通過(guò)傳遞到PLC記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中，經(jīng)過(guò)分析之后，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)絞車運(yùn)行速率的有效控制。在對(duì)絞車運(yùn)行方向進(jìn)行控制時(shí)，啟動(dòng)絞車開關(guān)，將一定時(shí)間內(nèi)觸碰開關(guān)的敲擊次數(shù)記錄下來(lái)。例如，在5s的時(shí)間內(nèi)開關(guān)發(fā)生了兩次變化。若絞車在運(yùn)行的過(guò)程中，處于超負(fù)荷運(yùn)行的條件時(shí)，PLC技術(shù)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)信號(hào)，技術(shù)人員通過(guò)顯示裝置提醒監(jiān)察人員可能發(fā)生超負(fù)荷事故，從而及時(shí)進(jìn)行更正。

2.3在井下風(fēng)門監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

在PLC技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)門控制系統(tǒng)之前，多數(shù)情況下選擇使用人力控制風(fēng)門的方式，對(duì)風(fēng)門工作情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于井下整體負(fù)壓相對(duì)較大，導(dǎo)致風(fēng)門控制難度相對(duì)較高、容易損壞的問(wèn)題。PLC技術(shù)全面引入后，技術(shù)人員根據(jù)紅外線傳感裝置，對(duì)風(fēng)門兩側(cè)巷道是否存在車輛通過(guò)情況進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，若出現(xiàn)了車輛需要通過(guò)的情況時(shí)，PLC控制主機(jī)會(huì)將相應(yīng)的信號(hào)傳遞到控制終端，通過(guò)機(jī)械裝置將風(fēng)門打開。應(yīng)用PLC技術(shù)不僅有助于提升風(fēng)門控制安全效果，也有助于降低人力投入，達(dá)到自動(dòng)化控制風(fēng)門的效果。此外，PLC監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于井下巷道中空氣環(huán)境情況可實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控的效果，若在井下生產(chǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)巷道積聚污染或易爆氣體時(shí)，PLC監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)出監(jiān)測(cè)預(yù)警信息，從而對(duì)巷道中風(fēng)門閉合情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，推動(dòng)有毒有害氣體盡快排出。

2.4在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)集控室中的應(yīng)用

在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)集控室中應(yīng)用PLC技術(shù)，主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的搜集和整理。為了根號(hào)提升現(xiàn)場(chǎng)搜集數(shù)據(jù)的可靠性，在具體應(yīng)用時(shí)，需要重點(diǎn)把握幾個(gè)方面：①技術(shù)人員在對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行安裝時(shí)需要在監(jiān)控箱中完成，將監(jiān)控到的數(shù)據(jù)通過(guò)PLC技術(shù)進(jìn)行全面的處理和存儲(chǔ)，全面增強(qiáng)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性。②為了更好提升PLC技術(shù)對(duì)報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)的整體控制效果，技術(shù)人員選擇使用的報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)選擇使用音量相對(duì)較大的蜂鳴報(bào)警器，確保在聽到緊急信號(hào)時(shí)，可以更快做出反應(yīng)。③將PLC技術(shù)應(yīng)用到集控啟停設(shè)備中時(shí)，對(duì)容易出現(xiàn)問(wèn)題之處應(yīng)當(dāng)進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)控，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析情況，采取針對(duì)性的預(yù)防方案。

3PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中的運(yùn)用時(shí)需注意的相關(guān)問(wèn)題

從當(dāng)前PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用情況來(lái)看，為了更好提升PLC技術(shù)應(yīng)用效果，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)抓好五個(gè)方面：①PLC技術(shù)在應(yīng)用到煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)之前，需要對(duì)煤礦實(shí)際情況進(jìn)行全面分析、系統(tǒng)了解，重點(diǎn)是機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)備性能、管理情況及實(shí)際地質(zhì)情況等，然后結(jié)合實(shí)際對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行全面考量和研究，確保PLC技術(shù)應(yīng)用實(shí)效。②為了更好保證PLC技術(shù)應(yīng)用效果，應(yīng)加大對(duì)專業(yè)人員的培訓(xùn)和提升，確保PLC技術(shù)可較好掌握，防止出現(xiàn)掌握深度不夠而影響到PLC技術(shù)應(yīng)用效果的問(wèn)題發(fā)生。③煤礦應(yīng)當(dāng)持續(xù)增強(qiáng)對(duì)PLC技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中軟件、硬件應(yīng)用的開發(fā)力度，對(duì)具體的功能進(jìn)行全面強(qiáng)化，增強(qiáng)其智能化控制水平。④在PLC技術(shù)具體應(yīng)用后，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)，實(shí)際應(yīng)用效果的跟蹤與評(píng)價(jià)。⑤煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)構(gòu)建PLC技術(shù)應(yīng)用大數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)機(jī)電設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的信息進(jìn)行全面綜合分析，更為全面精準(zhǔn)預(yù)測(cè)設(shè)備運(yùn)行和管理中存在的風(fēng)險(xiǎn)。

4結(jié)語(yǔ)

從當(dāng)前PLC技術(shù)應(yīng)用情況來(lái)看，在很多方面還有待提升。煤礦企業(yè)需要充分認(rèn)識(shí)到PLC技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電控制系統(tǒng)中的重要性，切實(shí)采取針對(duì)性的措施，全面提升PLC技術(shù)應(yīng)用實(shí)效，更好提升煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)的整體控制效果。

參考文獻(xiàn)

[1]郭新安.PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電系統(tǒng)控制中的運(yùn)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2019,35(6):264-265.

作者:張家駿 單位:山西靈石華苑煤業(yè)有限公司