神华神东煤炭集团寸草塔煤矿 内蒙古鄂尔多斯市 017209
摘要：目前PLC 作为自动化控制领域中的重要控制设备,其早已渗透到我国煤矿机电设备的控制系统之中,并在煤矿机电的控制系统中得以广泛应用。可以说,PLC 技术的应用,不仅进一步提高了矿山机电的自动化控制水平,同时也极大的促进了矿山经济的发展,提高了现代化生产管理水平。所以,加强对PLC 技术在矿山机电控制中的研究具有十分重要的现实意义。本文分析了PLC技术在矿山机电控制中的应用。
关键词：PLC技术；矿山机电控制；应用；
机电设备为矿山施工中不可或缺的重要设备，机电设备的运行质量可对矿山生产效益产生非常大的影响，因此要注重提升机电设备的自动化控制水平。目前软件编程、信息、网络、自动控制、光学及机械技术等已在机电控制中发挥了重要作用，这就为PLC（可编程逻辑控制器） 技术的应用提供了有利条件。
一、简介
1.PLC含义。对PLC的定义存在很多种，其中国际电工将PLC描述成：可编程的控制器的设计专门是为了在工业环境里使用，是操作数字运算电子系统。它采用是的是可编程序存贮器，并在其内部将算术计算、计数、定时、顺序控制及逻辑运算等操作指令存贮，再通过模拟的、数字的输出和输入来控制各类型生产过程或机械。可编程序的控制器和其它相关设备设计都应该建立在利于添加其功及利于和工业控制体系构成系统的原则上。PLC有着十分灵便系统组合，并具备较高可靠性、较强抗干扰性、较好柔性、可在线修改、简易编程语言、方便、普及等诸多优点。PLC技术在矿山机电控制中地位日益突出，在可预见将来将无可取代。
2.PLC结构。在结构角度上划分，PLC可以分为组合式和固定式两种。组合式PLC包含机架、底板、电源模块、内存、I/O模块、C P U模块等，该些模块能根据一定规则来配置组合；固定式的PLC包含电源、内存块、显示面板、I/O板、C P U板等，该类元素可结合成一个整体且不可拆卸。
二、PLC技术在矿山机电控制中的应用
1.PLC 工作原理。一是输入采样。在这一阶段，PLC 控制系统将以扫描方式读取输入的数据，并将其存到I/O 中的对应单元中。输入采样是PLC 控制系统的最初环节，也是最重要的环节，一旦完成即成定性，无论在以后两阶段输入的数据是否发生变化，I/O中对应单元的数据绝对不会改变。因此要注意一点，若输入脉冲信号则其宽度一定要大于PLC 的扫描周期，否则将不能被读入。二是用户程序执行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这一阶段，PLC 按照梯形图的模式对用户程序进行扫描，先扫描该梯形图左边的控制线路，按左右和上下的顺序对控制线路进行逻辑运算，然后再根据结果刷新逻辑线圈在计算机软盘中的状态；同时，在用户进行程序执行过程中，由于只有输入采样在I/O 中的数据或状态不会发生任何变化，因此，在程序执行过程中假设使用立即I/O 指令就可以直接存取I/O 点。三是输出刷新。输出刷新阶段是PLC 控制系统CPU 运作的最后一个阶段，在这一阶段，CPU 将按照I/O 中存入的对应数据进行刷新并将其输出锁存，经输出电路对外界的设备进行驱动。
2.组合智能开关。机电液一体化技术推动了矿山机电控制技术的发展，组合智能开关可根据综采工作面实际工况灵活选择单回路控制、多回路程序控制、单机双速双回路控制以及双机双速双回路控制模式。一旦工作面浮煤浮矸较多、片帮严重以及工作环境恶劣，刮板输送机很有可能被压死，选择双极双速双回路启动模式能够在低速条件下启动并增加启动力矩，进而在特定工况下自动转为高速运行。采用PLC 技术组建智能化组合开关，操作如下：首先将切换开关调整至“高速”运行状态，按照以电流为主、时间为辅的控制方式实现低速挡自动向高速挡的切换。摁下远方启动按钮，闭合先导电路继电器，PLC 端接收到启动命令，释放机头以及机尾部分的漏电检测继电器，其中机头部分的低速中间继电器以及低速主接触器即可闭合，在这种状态下机头电机处于低速运行模式。短暂延时后，机尾部分的低速中间继电器以及低速主接触器随之闭合，此时机头与机尾部分的电机均处于低速运行状态。当电流在低速启动状态下降至PLC 限定值，就会释放机头以及机尾部分的中间继电器，此时主接触器以及电机低速绕组均处于断开状态，高速中间继电器也将处于闭合状态，电机在主接触器闭合的情况下切换至高速运行状态。
3.矿山机电控制中的配置方案。通过PLC技术来控制煤矿绞车，首先要计算出绞车电机的运转速度，并对超速运转现象进行及时报警。事实上，测算速度的方法非常简单，只需在电机轴上接上一个感应板就可以达到目的。矿山绞车的电机额定转速是每分钟960 转，进行两次开关的感应周期是67 毫秒，这与PLC 系统的循环扫描周期相差甚远，因此不需要用高效计数的功能，仅以普通输入点就能实现目的。对于数据的显示部分，可以用文体式的显示器，不但可以与PLC 进行信息传递，而且编程灵活、连接方便。
4.矿山机电控制的实现。PLC 技术控制分析如下：第一，测算速度。为满足工艺要求，每隔半秒钟便刷新一次，并用计数器计录这半秒内I0.0 接触开关的次数，然后存放在寄存器中，最后将其转化成分钟制的速度以便计算绞车电机的转速；第二，控制绞车上下运行。按下绞车的启动按钮后，保持一个
状态，同时使用两个计数器都来统计I0.0 接触开关的有效次数，如果5 秒钟内按了两下启动按钮，则就可以用其中一个计数器来控制另一个，当绞车的上升接触器相互吸合时，绞车就会上升；如果5 秒内只按了一下启动按钮，则绞车的下降接触器就会相互吸合，因此绞车便会下降。5 秒钟为一个循环周期，一旦到了时间，所有计时器均会回到原始状态；第三，一旦超速转动就会报警。对应系统中事先已经输入了绞车实际的运转速度，一旦超过每分钟960 转，就会做出指令，警报指示灯就会亮，发出警报信号并将警报内容显示在文本显示器上。
5.矿山机电控制中PLC 技术使用的注意事项。一是温度。PLC 控制系统工作环境的温度应当保持在0~55℃。如果温度过高，就会出现设备故障的几率就会增大、使用寿命缩短以及电容漏电等问题。如果温度低于零摄氏度，模拟回路的精度就会降低、安全性降低，在超低温环境下可能引起整个控制系统瘫痪。基于此，在安装矿山机电控制设备时应尽量将PLC 控制系统设置在冷热适宜的环境中。实际控制中，若环境的温度超过五十五摄氏度，应安装一些电风扇予以降温；若温度在零摄氏度以下，则应安装电加热器以提高环境温度。二是湿度。一般情况下，PLC 控制系统的工作环境相对湿度应低于百分之八十五，万不可将其安装在结霜或雨淋的地方（矿山机电控制最常出现在这样的环境中）。为此，可将PLC 控制柜进行密封或在控制室里安装一些吸湿器，对长期处在潮湿环境中并使用PLC 技术对机电控制的矿山，可采取覆盖保护膜的方法来保护电路板。
在当前的矿产开发过程中, 通常会应用到PLC 技术, 而随着PLC技术在矿山机电控制中的应用,极大的提高了矿山机电的自动化水平,从而大幅度提高了矿产资源的开发水平,本文从机电存在的缺点出发,对PLC 技术进行了深入的分析,然后对PLC 技术在矿山机电控制中的应用进行了详细阐述。希望能够起到抛砖引玉的效果,使同行相互探讨共同提高,进而为我国矿业的发展添砖加瓦。
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论文作者:李冠群
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/16
标签：机电论文; 矿山论文; 绞车论文; 技术论文; 就会论文; 接触器论文; 控制系统论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;