趙凱亮

摘要：隨著現(xiàn)代化機械水平的提高，采礦領(lǐng)域中機械設(shè)備的占比越來越大，如何有效提高機電設(shè)備的運行效率，節(jié)約能耗成為目前眾多礦產(chǎn)企業(yè)主要考慮的問題。PLC技術(shù)具有集成程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)機電設(shè)備的自動控制而被廣泛應(yīng)用于礦山機電節(jié)能領(lǐng)域，本文在分析研究PLC基本技術(shù)特征的基礎(chǔ)上論述了礦山機電節(jié)能控制中PLC技術(shù)的具體應(yīng)用，從而提高礦山機電節(jié)能水平。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);礦山機電;節(jié)能控制;應(yīng)用分析

隨著現(xiàn)代社會對煤炭資源需求量的增大以及礦山機械化程度的提高，對礦山機電節(jié)能控制的要求也相應(yīng)增加。PLC技術(shù)的應(yīng)用不僅進一步提高了礦山機電設(shè)備的自動化水平，而且提高了礦山機電設(shè)備的運行效率，很大程度上降低來了礦山機電的能耗比，從而增加了礦產(chǎn)開采企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1PLC技術(shù)概述

1.1PLC技術(shù)基本特征

PLC技術(shù)利用微型計算機技術(shù)對相應(yīng)的機電設(shè)備進行過程控制，具有抗干擾能力強，智能化水平高且可靠性高的特點。而且和傳統(tǒng)的繼電器控制相比，采用PLC邏輯控制有利于用戶對機電設(shè)備的自動化控制，而且控制系統(tǒng)便于操作和更改，穩(wěn)定性和安全性高。目前，PLC控制邏輯編輯過程中主要采用梯形圖進行編輯，與常用的計算機編程語言相比便于用戶學習和掌握，并且具有良好的適應(yīng)能力。PLC控制系統(tǒng)中，以微型計算機為核心，利用編程語言實現(xiàn)對繼電器、計時器、計數(shù)器等元器件的邏輯控制，從而達到系統(tǒng)開關(guān)量控制的目的。這就使的PLC控制系統(tǒng)在實現(xiàn)機電設(shè)備復(fù)雜控制的同時能夠有效簡化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少自控系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量。

1.2PLC技術(shù)基本原理

PLC工作過程可以分為三個階段，首先是輸入信息的采集，系統(tǒng)通過掃描和采集輸入量并將其存儲到I/O單元。在系統(tǒng)設(shè)置過程中，一旦確定好輸入信息，系統(tǒng)便會根據(jù)具體的輸入量來進行運算，并且輸入數(shù)據(jù)不會隨著系統(tǒng)運行狀態(tài)的改變而改變。在具體的操作過程中，應(yīng)該根據(jù)實際需求確定輸入信號的脈沖寬度，以確保輸入信息的有效性。其次，控制系統(tǒng)程序的編寫和運行。PLC控制系統(tǒng)運行程序以梯形圖為主，掃描過程自左而右進行，根據(jù)邏輯運算控制從上而下進行循環(huán)掃描運算，實現(xiàn)PLC控制單元的邏輯控制。在具體運行過程中，設(shè)定好的輸入信息和采樣狀態(tài)無法進行更改，所以需要對I/O指令立即執(zhí)行以達到存儲I/O控制點的目的。最后是控制信號的輸出，PLC控制回路中輸出信號會隨著控制系統(tǒng)邏輯運算狀態(tài)的變化而變化，然后更新輸出信號，以輸出電流為基礎(chǔ)對外接電路開關(guān)進行控制。

2PLC技術(shù)在礦山機電節(jié)能中的應(yīng)用特征

傳統(tǒng)的機電設(shè)備控制過程中以繼電器為基本控制單元，根據(jù)具體的控制目標，采用人工布線、焊接的方式構(gòu)成基本的控制回路，并通過固定的操作流程對相關(guān)開關(guān)量進行控制，不僅需要大量的基礎(chǔ)設(shè)備，而且操作流程復(fù)雜，無法滿足復(fù)雜邏輯控制的同時也導致耗能的增加。在礦山機電設(shè)備中應(yīng)用PLC技術(shù)進行控制，可以利用計算機邏輯編程的方法代替人工的操作流程，而且利用邏輯編程對開關(guān)量進行控制在完成對復(fù)雜目標控制的同時節(jié)約大量的機械控制單元。針對礦山機電設(shè)備控制而言，PLC技術(shù)能夠使邏輯控制代替機械控制，有利于用戶實時的對控制結(jié)構(gòu)的更改和調(diào)整，適應(yīng)性更強，而且模塊化的結(jié)構(gòu)有利于工作人員對相關(guān)功能的開發(fā)和利用，更加具有靈活性，能夠較好的滿足礦山機電的自動化控制。并且有利于提高礦山機電控制效率，簡化控制結(jié)構(gòu)，有效降低控制成本。

3PLC技術(shù)在礦山機電節(jié)能中的應(yīng)用措施

3.1空氣壓縮機設(shè)備中PLC控制技術(shù)

空氣壓縮機主要作用是為礦山機械設(shè)備中以氣壓為動力的設(shè)備提供壓縮空氣作為動力源，其工作穩(wěn)定性和效率直接影響到相關(guān)壓力設(shè)備的正常運行。其基本工作原理是利用單片機或者工業(yè)控制機為控制核心，通過控制電機將機械能轉(zhuǎn)化為空氣的動能，從而為相關(guān)氣動設(shè)備提供動力。傳統(tǒng)的利用繼電器為基本控制單元的空氣壓縮機存在故障率高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修難度大的缺點，因此采用PLC技術(shù)對空氣壓縮機進行控制能夠有效避免這些問題。具體過程為，利用傳感器將空氣壓縮機的相應(yīng)溫度、壓力作為輸入量傳入PLC控制單元中，然后根據(jù)設(shè)定好的控制邏輯運行、計算，然后輸出控制量對外接控制電路進行控制。具體的控制邏輯可根據(jù)空氣壓縮機的實際運行需求進行設(shè)定，保障空氣壓縮機工作在最優(yōu)控制狀態(tài)，提高壓縮機的運行效率，有效降低設(shè)備的能力損耗。

3.2老式提升機設(shè)備中PLC控制技術(shù)

PLC控制技術(shù)可以利用晶閘管和大功率控制器對老式提升機進行優(yōu)化和改進，提高其運行效率。具體改進主要是通過對其操作控制臺進行簡化，首先是將舊的操作臺整體移動到預(yù)定位置，然后設(shè)置新的控制臺，并在二者之間安裝轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)老舊系統(tǒng)的平滑切換。這就要求相關(guān)的操作人員必須具備一定的操作技能，保障控制臺安裝的質(zhì)量，保障控制系統(tǒng)正確安裝。在系統(tǒng)調(diào)試過程中，為了提高效率可以在傳感器給電測試過程中將測量參數(shù)和實際參數(shù)進行對比分析，然后適當?shù)恼{(diào)整系統(tǒng)直到參數(shù)復(fù)合設(shè)備運行要求。而且，在系統(tǒng)升級和優(yōu)化過程中，需要對微機控制過程中的邏輯單元環(huán)節(jié)進行逐步檢查，確保邏輯運行正確。另外，通過加強新舊系統(tǒng)聯(lián)合控制的方式檢驗PLC控制系統(tǒng)的控制效果，在保障系統(tǒng)正常運行的同時有效提高控制效率，從而提高機電設(shè)備的運行效率。

3.3井下風門設(shè)備中PLC控制技術(shù)

傳統(tǒng)的井下風門通常需要人工手動操作，不僅工作環(huán)境差、安全系數(shù)低，而且也增加了人工成本，在具體操作過程中也容易出現(xiàn)失誤，無法實現(xiàn)風門的高效控制。利用PLC控制技術(shù)對傳統(tǒng)的井下風門進行改造，利用邏輯編程控制風門的開關(guān)量，從而實現(xiàn)對風門的遠程操控。這樣不僅可以提高井下設(shè)備操作的安全性，而且也進一步提高了風門工作的穩(wěn)定性。在具體改進過程中，需要根據(jù)實際風門面積來確定兩側(cè)壓差，從而降低因負壓太高而導致的風門損耗，同時也降低了風門的生產(chǎn)成本。另外，為了進一步保障井下作業(yè)環(huán)境的壓力平衡，必須保證風門的正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，利用PLC技術(shù)實現(xiàn)對風門的精確控制和遠程操作，使井下作業(yè)環(huán)境得到優(yōu)化，提高了工作的安全可靠性。

4總結(jié)

隨著PLC技術(shù)在礦山機電控制中的開發(fā)和應(yīng)用，使礦山各機電設(shè)備的運行效率和安全系數(shù)得到提高，不僅降低了機電設(shè)備的運行維護成本，而且也進一步降低了人工成本。所以，利用PLC技術(shù)對礦山機電設(shè)備進行節(jié)能控制，能夠有效提高礦產(chǎn)開采企業(yè)的經(jīng)濟效益，節(jié)約大量的人力物力的同時也保證了各系統(tǒng)的安全、高效運行。

參考文獻：

[1] 閆志敏.PLC技術(shù)在礦山機電控制中的應(yīng)用研究[J].機械管理開發(fā)，2017，32（12）：127-128，138.

[2] 彭廣宇.淺談礦山機電控制中的PLC技術(shù)[J].消費導刊，2017，（26）：89.

（作者單位：山西華晉吉寧煤業(yè)有限責任公司）