摘要：煤矿提升机电气控制系统分为手动和自动两种方式运行，其自动控制系统的特点是：提升机按给定的程序自动完成提升循环而不需要人为参与。专提货载的主井提升设备最适宜用这种控制。提升机系统的操作比较频繁，尤其是生产任务紧时，更是如此。继电器一接触器控制系统由于控制电器数量较多，产生故障机率较大，可靠性较低，且系统耗电量大。目前，矿井提升机电控系统采用可编程序控制器（PLC）进行控制，系统结构简单，应用灵活，编程方便，稳定可靠，大大提高提升机的安全运行，减少维护工作量，缩短提升时间，提高了生产效率。
关键词：PLC技术；煤矿；机电系统；技术控制；应用
在当前信息时代，各种信息技术和网络技术已广泛渗透到生产生活各个领域，发挥着不可替代的作用，煤炭生产领域同样受其广泛影响。在当前，越来越多煤炭生产企业引入计算机技术对生产过程进行有效控制，可以说，这已成为未来一种发展趋势。在煤矿提升机电控系统这一重要生产环节，对计算机技术依赖程度尤其深，因此，有必要对此进行深入研究，总结出更好的应用策略。
1 电控系统中PLC应用的必要性
煤矿提升机由卷筒驱动器、传动器、卷绕器、取物器、制动装置及其它安全设备等构成，煤矿提升机卷筒驱动器自身重量的影响因素是电动装置、减速设备、卷筒设备。卷筒利用薄壁承载，所受应力较复杂，如设计成使用不当，会造成变形、开裂甚至不能使用。煤矿提升机卷筒的减速器使用封闭式齿轮减速。提升机的关键承载元件之一就是提升机轴，承受外部载荷，仅有周向压缩应力把主轴受力传递给承力元件，卷筒内部没有支环。在大型矿井中，煤炭提升工作量大，提升机的工作构件受力情况均与所装配的工作元件有关。分析卷筒受力情况与应力范围，减少卷筒内的应力结构，使钢丝绳在滚筒上缠绕时不产生过大的弯曲应力。煤矿提升机是煤矿生产过程中十分重要的设备，高度可靠、安全第一、使用便利、功能强大是对煤矿提升机电控设备的基本要求。近年来，计算机控制技术取得了飞速的发展，在煤矿提升机电控系统中引入计算机控制技术已经成为时代的趋势。PLC是一种专门应用于工业现场的计算机，因其具有大量的处理开关，故不需改变外部接线，只需通过程序改变就可修改控制程序。编程简单、操作容易、省时省力，且PLC本身功耗低，故障率低，抗干扰能力强，可靠性高，性价比高，集成化、自动化程度高，维护简单，能够实现复杂程度较高的逻辑运算。
2 PLC技术应用的优缺点
针对传统煤矿提升机电控系统缺陷，很多煤炭企业开始寻找新方法来完善这一系统。当前，随着PLC功能不断改进和完善，越来越多煤炭生产厂家将PLC应用于交流提升机改造，PLC成为当前煤炭生产领域应用最广泛的煤矿现场计算机。PLC又称作可编程序控制器，具有很多优点：a）性能稳定、抗干扰能力极强；b）功能全面；c）进行编程时非常直观；d）适应性强等。引入PLC技术后，煤矿提升机电控系统整体性能有了质的飞跃，其稳定性、可靠性等各方面都有了很大提升。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不过在应用过程中也发现了一些问题，主要集中在：a）因为外围硬件数量过多，对PLC软件功能发挥产生了一定程度不利影响；b）电控系统装置有时不太稳定，并容易产生一些故障；c）系统里主令控制器可靠性还不高，在开车控制上比较容易产生一些错误，有时这些错误还比较严重；d）由于在速度检测中增加了中间有源环节，有时会造成速度检测结果不真实，严重的甚至会出现检测数值错误。当然，瑕不掩瑜，这些不足之处和使用PLC技术所带来的好处相比，是比较次要的，随着相关研发力度加大，将会得到不断完善和提高。
3 PLC技术在煤矿提升机电控系统中的应用
3.1 PLC 技术促使煤矿机电系统对井下风门有效监控
煤矿井下的特殊环境会产生危险气体，采用PLC技术有助于监控井下的空气环境，对风门予以控制以使其发挥疏散空气的作用。在监控操作的时候，采用红外线传感器监督井下车辆的运行情况，随着车的经过，CPU就会有信号发出，此时，风门的控制开关就会被打开，并实时控制。在应用PLC技术对煤矿机电系统进行控制的时候，要确保环境温度适宜，要求温度维持在0℃～55℃。如果超过了这个局限，PLC技术就难以发挥作用。特别是当PLC自动控制系统处于高温运行状态的时候，会引发故障，导致煤矿机电系统的运行效率降低，而且还会缩短系统的使用寿命。处于高温环境下，系统运行设备中的一些元器件也会遭到损坏。当PLC自动控制系统处于低温运行状态的时候，整个系统的运行速度就会降低，系统运行安全就无法保证。如果系统的运行环境低于0℃，管理控制系统就会面临崩溃的威胁。所以，要使煤矿机电系统对井下风门有效监控，就要将系统运行的环境温度控制好，当温度超过了局限，就要采取必要的措施调整环境温度，以保证系统能够在规定的温度环境中运行。
3.2 煤矿提升机电控系统中PLC的软件设计
煤矿提升机电控系统主要用于对箕斗提升进行各种控制操作，一般都是根据其不同控制要求来对PLC软件进行设计。此设计流程一般包括以下几方面：a）PLC对输入信号状态和所有保护环节进行严格检查，如果检查结果显示一切正常，那么就可考虑解除安全制动，而如果检查中发现问题，那么就会禁止开车；b）当提升信号从矿井下发出时，煤矿提升机就开始参照已设定好的运行程序自动开始运行。（a）第一阶段是启动加速阶段，必须按照时间为辅、电流为主的原则，来对8段电阻的切除进行有效控制；（b）第二阶段是等速运行阶段，不需进行系统切换操作；（c）第三阶段是减速运行阶段，要以速度为原则来实施有效控制；（d）第四阶段是低速爬行阶段，要完成向正力运行的平滑过渡；（e）最后一个阶段，既第五阶段是停车卸载阶段，煤矿提升机电控系统在这一阶段结束其提升工作。PLC在完整运行过程中，必须以时间、电流、位置、速度等给定为依据，然后同相关信号结合进行运算和比较，最终有效实现控制信号发送。
综上所述，PLC技术在煤矿提升机电控系统中的应用表现出极大的优越性和前瞻性，是科学技术发展与工业生产需求的有机融合，依靠 PLC 技术应用，来建设、优化提升机电控系统，对于电控系统的性能提升十分关键，极具推广意义。随着科学技术的进一步发展和 PLC 应用经验的沉淀积累，我们有理由相信，PLC 技术必将在煤矿提升机电控系统乃至整个工业大环境中得到更好的应用，从而发挥出更为全面、稳定的作用。
参考文献
[1] 王浩. PLC 在煤矿提升系统中的应用[J].化工自动化及仪表，2011（12）：134-135.
[2] 姜海滨. 煤矿提升机电控系统设计与分析[J].中国高新技术企业，2012（1）：213-214.
论文作者:王晓珑
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/12
标签：煤矿论文; 提升机论文; 系统论文; 电控论文; 卷筒论文; 技术论文; 阶段论文; 《基层建设》2017年第16期论文;