对PLC技术在矿山机电控制中的应用研究

摘 要 在自动化控制领域，PLC技术是其中的重要组成部分，在矿山机电控制中得到了广泛的应用。本文主要围绕PLC技术在其中的应用进行探究。

关键词 PLC技术；矿山机电；应用

前言

在矿产的开发中，PLC技术在其中得到了广泛的应用， 促使矿山机电的自动化水平得到了提升。通过PLC技术的应用，使得矿产资源的开发水平得到了较大的提升。下文主要围绕矿山机电控制，就PLC技术在其中的应用进行简要的分析。

1 PLC技术的主要概念

PLC技术是利用能够编制程序的存储器， 用来在其内部进行以下几方面的操作指令，①逻辑运算、②计数、③算术运算等，而且通过以下两种输入或者输出方式，来对各种机械进行控制，①数字式输入或者输出、②模拟式输入或者输出。从PLC的结构角度来分析，我们可以将其分为以下几种：①固定式、②组合式，在这之中，固定式PLC包括以下几种模块，①电源、②显示面板、③CPU板等；组合式PLC则包括以下几种模块，①机架、②电源模块、③CPU模块等。由此可知，PLC有着非常灵便的系统组合，它有着许多的优点，如柔韧性较好、编程语句较为简单等[1]。所以，在自动化控制领域，该技术在其中发挥了巨大的作用，在矿山机电控制中得到了推广使用。

2 PLC技术的应用

2.1 在矿井提升机上的应用

煤矿矿井提升机是煤矿的重要设备之一，担负着提升煤炭、矸石、下放材料、升降人员和设备的重要任务，是煤矿生产的咽喉。其电控系统的技术性能和可靠性直接影响煤矿的安全生产[2]。

由于PLC具有可靠、准确、抗干扰能力强、易维护等优点用于处理开关量，吃饭九大保护及道岔、信号等进行集中联锁控制，克服了其它系统无法克服的弊病。基于Windows操作系统，在计算机上以画面形式实时动态反映整个系统的所有运行参数和运行状态。能使司机对提升机的运行状况一目了然[2]。

通過PLC的数字量输出点接驳变频器的数字量输入，变频器中设定多段速控制，可以实现有级调速。通过PLC的模拟量输出点接驳变频器的模拟量输入，变频器侧设定频率外部控制，可以实现的是无级调速。通过PLC与变频器间实现通讯控制，也可以实现无级调速。PLC在煤矿提升机上的应用有效的为节能提供了更安全的前提条件，同时也保证了煤矿安全生产并提高生产效率。

2.2 PLC在煤矿井下排水系统中的作用

煤矿井下排水设备的自动化程度会直接影响井下排水系统的安全性和降低故障发生的可能性[3]。将PLC技术合理的应用到煤矿井下排水系统中，不但能够提高排水系统自动化程度，还能够更好契合井下工作与其他层面工作的衔接，从而使整个煤矿工程更加高效、顺畅。排水控制系统当中应用PLC技术不但能实现对水仓液位参数、流量参数等数值的控制与检测，还能将检测参数集中化处理后传输至PLC控制器，从而实现对整个排水系统的实时控制。与此同时，借助井上PLC控制柜的功能，实现监控、交互通信、下达工作指令等远程工作要求。

2.3 在风机控制中的应用

风机是保障煤矿安全的主要设备，其中煤矿主要通风机365天昼夜运转且功率较大，压风机在工作时要随时保持气体压力。对于传统的风机控制方式，风机长期处于全功率下运行，造成大量电能浪费[4]。无论哪种调速方式，最主要的是能够控制风机的电压和频率。因此，用PLC降压启动，再通过变频器来调速，实现对风机工作过程和运转速度的有效控制，根据生产需要调节合适的风量和风压，降低风机运行能耗，同时还可以实现无级平滑调速，使风机高效、安全，达到明显节能效果。对于主要通风机还可以把主回路设计为两种运行方式：工频运行和变频运行，把工频部分设计为变频部分的备用回路，当变频系统发生故障时，工频系统启动并全速正常运行风机。应用PLC控制的变频调速监控系统，实现了煤矿自动化操作，延长了风机的使用寿命、实现了软启动功能、减少风机启动时对电网的冲击，降低风机故障率的同时起到了节能的作用。

2.4 整体控制方案

利用PLC控制器的模块化、可扩展、可通信联网的特性，可将整个矿井相互独立的PLC控制系统通过以太网及协议集成在同一个网络中，以现场设备层、监控分站控制层、调度中心信息层的三层网络结构来实现实时监测和多种设备连锁控制。

将PLC控制的监控分站根据生产关系和位置连接成统一的控制层网络，通过光纤与调度中心连接，形成整个控制（ControlNet）网络。ControlNet采用并行时间域多路存取（CTDMA）结合隐性令牌技术来实现访问，通过工业协议保证其上层协议通信。监控软件（RSView32），经过服务器数据库（SCADA Server）实时采集各系统数据，完成调度中心操作控制。管理层可经办公终端可通过ControlNet与EtherNet的互联互通对最新生产动态进行有效监视。

3 结束语

综上，在自动化控制领域中，PLC是其中的重要控制设备，在我国矿山企业中得到了广发的运用。该技术的应用，促使矿山机电的自动化控制水平得到了较大的提升，推动了矿山经济的进一步发展。故此，对PLC技术的研究也就具有重要的意义。本文对PLC技术进行了简要的分析，其中如有不足之处，望大家多多指正。

参考文献

[1] 莫克明.对PLC技术在矿山机电控制中的应用研究[J].科技创业家，2014，（06）：82.

[2] 赵延民，刘俊杰，孟凡杰. PLC控制技术在煤矿的应用研究[J]. 商情，2009，（18）：108.

[3] 袁进南，高顶，王仿，等. PLC在煤矿自动装车系统中的应用研究[J].机械制造与自动化，2009，（38）：137-139.

[4] 路晓宇，付亮，刘毅.PLC在通风机自动化变频中的应用[J].硅谷，2014，（14）：103.

作者简介

王洪旭（1985-），辽宁建平人；毕业院校：重庆大学，专业：采矿工程专业，学历：大学本科，现就职单位：四川铸创安全科技有限公司，研究方向：煤矿工程、机电一体化、消防工程。