陳少華

（河南神火煤業(yè)公司梁北礦 河南 禹州 461670）

煤礦生產(chǎn)電氣自動化過程中PLC的應(yīng)用探究

陳少華

（河南神火煤業(yè)公司梁北礦 河南 禹州 461670）

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了各行業(yè)和自動化技術(shù)之間的聯(lián)系，其中PLC技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用也越發(fā)廣泛。因而，運用PLC技術(shù)已成為提高煤礦生產(chǎn)效率、安全生產(chǎn)，同時實現(xiàn)煤礦企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的關(guān)鍵。鑒于此，本文探究了煤礦電氣自動化過程中的PLC使用情況。

煤礦；電氣自動化；PLC技術(shù)

煤炭屬于我國能源消費結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)成部分，從改革開放至今，我國的煤炭行業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)效率也在迅速提高。在新的市場經(jīng)濟(jì)形勢下，人們對煤炭資源的質(zhì)量和需求量均趨向嚴(yán)格化，煤炭企業(yè)必須依據(jù)諸多用戶要求來滿足我國煤炭市場需求，然而要想提高煤炭的質(zhì)量及產(chǎn)量，就必須改善、完善煤炭生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備。所以，PLC控制技術(shù)已被廣泛地運用到煤礦行業(yè)的生產(chǎn)、開發(fā)過程中，而且發(fā)揮了重要作用。

1 概述PLC技術(shù)

PLC技術(shù)比較復(fù)雜，其涵蓋范圍較廣，整體來說，PLC技術(shù)是一項“操作數(shù)字運算電子操作系統(tǒng)”，編碼之后便能投入使用，并運用在各種機(jī)械控制和生產(chǎn)過程控制中，相較于其他技術(shù)，該項技術(shù)具備如下優(yōu)勢：例如擴(kuò)展性能相對較好，在擴(kuò)建PLC系統(tǒng)時，比其他系統(tǒng)的擴(kuò)建更加簡單、快捷；PLC系統(tǒng)還有較強(qiáng)的自我診斷力，當(dāng)外圍設(shè)備或者自身發(fā)生故障時，均能依靠 PLC自帶的故障顯示功能進(jìn)行診斷。此外 PLC系統(tǒng)還有這樣的優(yōu)點，就是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，其設(shè)備更換配件和維修均較方便，改系統(tǒng)還運用了一種UPS系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于，即使是發(fā)生突然斷電的情況，也不會影響資源和數(shù)據(jù)的保存，其穩(wěn)定性極強(qiáng)。PLC系統(tǒng)具備在線編輯功能，如果生產(chǎn)中需要改變某一工藝流程時，可依據(jù)實際狀況重新編程PLC系統(tǒng)、更改設(shè)備工作方式和順序，這能極大地節(jié)省生產(chǎn)時間、同時提高工作效率。

2 PLC系統(tǒng)在煤礦控制過程的應(yīng)用

2.1 PLC在帶式煤炭輸送機(jī)中的使用

PLC在帶式煤炭輸送系統(tǒng)中具備重要作用。依據(jù)PLC系統(tǒng)的實際工作特點和機(jī)制，在皮帶機(jī)輸煤系統(tǒng)中引入PLC，既能極大地提升帶式煤炭輸送系統(tǒng)的運煤效率，又能避免煤炭輸送過程中浪費電能。帶式輸送機(jī)主要是由信號處理系統(tǒng)及信號采集系統(tǒng)構(gòu)成，前者則由PLC、人機(jī)界面和工控機(jī)界面組成。在礦井下運用PLC系統(tǒng)的效果較為顯著，主要原因為礦井下環(huán)境較為惡劣，電磁干擾很強(qiáng)，而PLC的穩(wěn)定性較高、配置較靈活，且對不良環(huán)境的適應(yīng)性和抗干擾性均很強(qiáng)。PLC主要執(zhí)行現(xiàn)場信號采集工作，然后根據(jù)針對性的運算來實時控制設(shè)備。模擬量輸入模塊、工控機(jī)和PLC共同構(gòu)成了控制系統(tǒng)軟件；PLC軟件程序常包含系統(tǒng)保護(hù)、系統(tǒng)控制兩類；操作系統(tǒng)則被分為自動操作和手動操作兩種，自動操作系統(tǒng)主要借助工控機(jī)來啟動、停止設(shè)備，手動操作系統(tǒng)則依靠操作員直接操作設(shè)備。

2.2 在提升機(jī)中使用PLC技術(shù)

隨著時代的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC技術(shù)也得到了逐步完善和更新，煤礦生產(chǎn)中使用的傳統(tǒng)型提升機(jī)已無法滿足新形勢下煤礦開采的實際需求；而PLC技術(shù)的完善和發(fā)展為改造傳統(tǒng)型提升機(jī)創(chuàng)造了便利條件，當(dāng)前可以借助PLC技術(shù)改造提升機(jī)，其改造重點繼電器。通常借助可編程控制器和大功率的晶閘管變流器這兩個系統(tǒng)來改造傳統(tǒng)提升機(jī)，具體改造步驟如下：（1）首選必須明確應(yīng)保留傳統(tǒng)提升機(jī)的哪些部件，例如直流電機(jī)或者其它部件，再運行試驗過程中，無需更換能繼續(xù)運用的部件，以此節(jié)約改造成本，避免發(fā)生浪費現(xiàn)象。（2）及時將舊操作臺移走，合理地進(jìn)行新操作臺安置，再調(diào)整電樞回路，搞清楚轉(zhuǎn)換刀閘狀況，且依據(jù)真實狀況添加刀閘，因而可較快地完成舊系統(tǒng)和新系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換工作；安全裝完新系統(tǒng)后，不能即刻投入工作，尚需一段時間進(jìn)行后期調(diào)試，調(diào)試新系統(tǒng)期間可以繼續(xù)運用舊系統(tǒng)進(jìn)行工作，如果新系統(tǒng)出現(xiàn)異常，可以用舊系統(tǒng)暫時替代新系統(tǒng)的工作，一般依據(jù)煤礦的實際生產(chǎn)狀況決定傳統(tǒng)舊系統(tǒng)的具體保留時間。

在改在PLC系統(tǒng)時，應(yīng)重視技術(shù)人員的篩選問題，需盡可能選擇長期工作的、經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員，讓他們參與PLC系統(tǒng)的改造工作，這樣不僅能嚴(yán)格控制系統(tǒng)改造質(zhì)量，還能及時發(fā)現(xiàn)并維修出現(xiàn)的故障。在安裝 PLC系統(tǒng)時應(yīng)施行實時監(jiān)控名，保障所有設(shè)備均處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，以節(jié)省新系統(tǒng)調(diào)試時間，提高新系統(tǒng)的調(diào)試質(zhì)量和調(diào)試效率。在檢測和校驗傳感器時，通過在線送電進(jìn)行測試，便于實時監(jiān)控測量參數(shù)；另外，還可借助可編程控制器對裝卸載系統(tǒng)進(jìn)行在線測試，以此縮短裝卸載系統(tǒng)的調(diào)試時間，實現(xiàn)一次性調(diào)試多種系統(tǒng)，使復(fù)雜工作快捷化、簡便化。

2.3 在煤礦主排水泵中使用PLC技術(shù)

在煤礦主排水泵內(nèi)使用PLC可以實現(xiàn)監(jiān)控、遠(yuǎn)程通信、控制和保護(hù)等功能；另外，還能實現(xiàn)合理調(diào)度，主排水泵內(nèi)由PLC構(gòu)成的自控系統(tǒng)常由電控設(shè)備、機(jī)房設(shè)備、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、通信接口及信號采集設(shè)備組成，自動控制系統(tǒng)又可分成如下三個方面：（1）機(jī)械設(shè)備層，（2）地面監(jiān)控的主站層，（3）PLC控制層。PLC系統(tǒng)的功能一般較穩(wěn)定，通常情況下都不會出現(xiàn)較大故障，在保護(hù)設(shè)備、診斷故障方面具備極強(qiáng)的完整性；此外，PLC系統(tǒng)還能實現(xiàn)人工控制，即便PLC系統(tǒng)發(fā)生故障后無法正常工作，也仍然可以啟動排水泵；最后，該系統(tǒng)還能執(zhí)行故障復(fù)位、系統(tǒng)界面切換和巡查等更。

2.4 在主扇風(fēng)機(jī)中使用PLC技術(shù)

主扇風(fēng)機(jī)屬于煤礦開采的重要設(shè)備之一，常通過自動和手動兩種方式來控制通風(fēng)機(jī)起停問題，這要求所有操作均應(yīng)規(guī)范、合理，且確保安全。自動控制通風(fēng)機(jī)模式的工作原理如下：PLC先得到工控機(jī)發(fā)出的指令，再依據(jù)程序設(shè)定進(jìn)行動作。在該自動系統(tǒng)中，PLC可以循環(huán)掃描各個輸入點，讀取溫度巡檢儀顯示的繼電器信號和風(fēng)門狀態(tài)；此外，PLC還可讀取模擬量的輸入信號，這些輸入信號常包含震動參數(shù)、甲烷濃度參數(shù)等，獲得參數(shù)后可以運用PLC檢測數(shù)據(jù)，以比較警戒限額和數(shù)據(jù)，如果所得數(shù)據(jù)超過系統(tǒng)的警戒限額，PLC系統(tǒng)會自動報警。

2.5 PLC在設(shè)備集控中的使用

PLC在煤礦設(shè)備的集中控制系統(tǒng)中的使用常體現(xiàn)在煤炭地面篩分和綜采面設(shè)備集控系統(tǒng)中，煤礦綜采面常包括帶式輸送機(jī)、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、采煤機(jī)等多種設(shè)備。依據(jù)煤礦綜采面的實際生產(chǎn)工藝，運用PLC能集中監(jiān)視設(shè)備運行狀態(tài)和參數(shù)，并集中控制設(shè)備開始、停止。在煤礦設(shè)備集控系統(tǒng)中運用PLC既能確保綜采過程的安全，又能節(jié)約生產(chǎn)成本、提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。煤炭篩分系統(tǒng)已廣泛采用了PLC集控系統(tǒng)，因煤炭篩分系統(tǒng)囊括較多設(shè)備，當(dāng)PLC集控系統(tǒng)主站建成后需要建立較多的系統(tǒng)分站；PLC各分站和主站之間的通訊可以有效集中控制地面篩分系統(tǒng)，集控系統(tǒng)的主要控制功能為逆煤流起車、順煤流停車，同時還能監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)和運行參數(shù)，如果設(shè)備發(fā)生故障，集控系統(tǒng)怎會發(fā)出警報，以免煤堵塞。

3 結(jié)語

PLC技術(shù)在煤礦企業(yè)中的廣泛應(yīng)用，已有效推動了煤礦企業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，通過分析各系統(tǒng)和設(shè)備中PLC 的應(yīng)用情況，可以知道PLC技術(shù)能有效提升煤礦電器自動控制系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率，并降低各類設(shè)備的故障發(fā)生率，從而降低生產(chǎn)成本。我國現(xiàn)代化煤礦企業(yè)的建設(shè)步伐在逐漸加快，電氣自動化技術(shù)的重要作用也更加凸顯，煤礦企業(yè)既要建立自動化控制系統(tǒng)，還應(yīng)與時俱進(jìn)，緊跟時代步伐進(jìn)行不斷的提升和創(chuàng)新。雖然我國部分煤礦企業(yè)的電氣自動化仍存在諸多不足，但建立煤礦企業(yè)自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向和目標(biāo)是明確無疑的。

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陳少華 1982.04；男；漢；河南省禹州市；河南理工大學(xué) 電氣工程及其自動化（研究方向），本科；助理工程師