PLC技術(shù)控制煤礦機(jī)電論文
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PLC是可編程邏輯控制器（ProgrammableLog－icController）的簡稱，其主要組成包括中央處理器、存儲(chǔ)設(shè)備、輸入輸出的接口電路、電源模塊、功能模塊、通信模塊等?？梢哉fPLC就是1臺(tái)沒有鼠標(biāo)鍵盤的小型電腦。在煤礦的生產(chǎn)過程中，被用來控制各種生產(chǎn)流程，相對(duì)于原始的繼電器，PLC科技含量高，執(zhí)行的功能多，能夠讓生產(chǎn)過程更加順暢，煤礦生產(chǎn)的整體效率得到大幅度的提高。
2PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
隨著煤礦工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，傳統(tǒng)礦山的機(jī)電控制設(shè)備已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)的迫切需求，因此傳統(tǒng)的繼電器逐漸被高科技的PLC所取代，并且在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)行良好，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益［1］。相對(duì)于傳統(tǒng)的繼電器，PLC的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾方面：
2．1使用簡單編程方便
PLC的操作界面簡單，對(duì)于操作人員沒有過高的技術(shù)要求，如果想要加以調(diào)試，則隨時(shí)都可以，不用對(duì)硬件做出任何改動(dòng)。而PLC的梯形圖程序是采用順序控制設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)的，對(duì)于需要編程工作的人員來說，PLC編程的方法簡單，容易掌握。
2．2功能強(qiáng)性價(jià)比高
PLC集成程度高，因此只要有足夠的外接系統(tǒng)，便可以實(shí)現(xiàn)諸多功能。與傳統(tǒng)繼電器相比，雖然PLC的價(jià)格更高，但是PLC能夠承擔(dān)更多的功能，在很大程度上精簡了煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)，而系統(tǒng)越簡單發(fā)生錯(cuò)誤的概率也就越低。此外，PLC還可通過通信聯(lián)網(wǎng)，有利于建設(shè)集中管理的體系。
2．3硬件配套齊全
目前PLC的配套硬件設(shè)施已經(jīng)相對(duì)齊全，要想真正實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，只需購買其他的模塊來配置成不同規(guī)模、不同功能的系統(tǒng)。對(duì)于原有的系統(tǒng)，如果不滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，也可以采購硬件模塊進(jìn)行相應(yīng)的升級(jí)?？傊?，PLC硬件配置的齊全讓用戶能夠隨意組裝自己需要的系統(tǒng)，為用戶提供了極大便利。
2．4可靠性強(qiáng)
傳統(tǒng)的繼電器由于其機(jī)械設(shè)備的特殊性，在長期的使用中，特別是處于煤礦這種粉塵較多的環(huán)境中，如果繼電器密封不嚴(yán)，容易出現(xiàn)機(jī)械方面的故障，再加上碳的物理特性，較厚的炭灰堆積很可能造成短路，因此在煤礦機(jī)電中，傳統(tǒng)的繼電器已經(jīng)難以滿足需求，甚至已經(jīng)變成潛在的隱患。相較而言，PLC的集成程度極高，即使處于煤礦這種灰塵較多的環(huán)境中仍然能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，無需擔(dān)心碳粉堆積而造成短路。由于PLC高度的集成性，因而PLC在發(fā)生故障時(shí)能夠進(jìn)行自我診斷，在故障發(fā)生時(shí)可以自動(dòng)停止正在進(jìn)行的工作，可避免危險(xiǎn)的發(fā)生，與此同時(shí)還能顯示是具體哪一部分出了故障，有利于迅速修復(fù)。PLC的配套硬件系統(tǒng)齊全，為修復(fù)工作提供了可靠保障。
3PLC技術(shù)控制煤礦機(jī)電的原理
PLC的工作過程大體上分為三個(gè)階段：輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，三個(gè)階段合稱一個(gè)掃描周期，PLC在不斷重復(fù)一個(gè)個(gè)周期中完成預(yù)先設(shè)定的程序［2］。輸入采樣階段是PLC系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，中央處理器掃描所有輸入的數(shù)據(jù)，并存入儲(chǔ)存設(shè)備中，等待后續(xù)程序的執(zhí)行。在這個(gè)階段PLC存儲(chǔ)的信息是難以更改的，因此在調(diào)試PLC系統(tǒng)時(shí)，相關(guān)操作人員務(wù)必要引起足夠的注意。用戶執(zhí)行階段是PLC技術(shù)通過梯形圖的模型從上到下掃描用戶設(shè)定程序，在一定的運(yùn)算之后，運(yùn)算結(jié)果被保存以待下一次引用。輸出刷新階段是對(duì)執(zhí)行階段數(shù)據(jù)運(yùn)行結(jié)果的輸出執(zhí)行，作為一個(gè)周期中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，PLC在這個(gè)過程中通過先前接收的信息調(diào)控電路，達(dá)到調(diào)控煤礦機(jī)電設(shè)備的目的。
4PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制中的應(yīng)用
4．1對(duì)于井下風(fēng)門的自動(dòng)化控制
井下風(fēng)門是疏通易燃易爆氣體，提供新鮮空氣的通道，目前我國多數(shù)煤礦企業(yè)的井下風(fēng)門控制都是由人力來完成，由于負(fù)壓的影響，用人力來控制風(fēng)門極為不便，而使用的力量過大很容易對(duì)風(fēng)門造成損壞。對(duì)于上述問題，可以借用PLC系統(tǒng)，用紅外線傳感器來偵測有無車輛通過，有車輛通過時(shí)，中央處理器對(duì)風(fēng)門發(fā)出開啟的信號(hào)，由機(jī)械裝置控制風(fēng)門開啟，既方便又安全。
4．2PLC技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用
采用PLC技術(shù)代替繼電器來控制礦井的提升機(jī)，能夠?qū)μ嵘龣C(jī)控制更加精確，在礦井井壁和電機(jī)中安裝傳感器以監(jiān)控提升機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，在電機(jī)出現(xiàn)問題或者井壁出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)反饋給控制中心，并自動(dòng)采取切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)措施。在誤操作時(shí)也能及時(shí)提醒操作者，以避免安全事故的發(fā)生。4．3PLC在膠帶輸送機(jī)中的應(yīng)用在傳統(tǒng)的膠帶輸送機(jī)中，如果要進(jìn)行停車操作，根據(jù)操作人員的操作，控制系統(tǒng)會(huì)調(diào)整液壓系統(tǒng)的油壓，液壓系統(tǒng)調(diào)整之后閘瓦與制動(dòng)盤接觸，以摩擦來阻止膠帶的繼續(xù)運(yùn)行，這樣的制動(dòng)方式存在明顯的弊端，如果膠帶的初始轉(zhuǎn)速較高，在制動(dòng)時(shí)閘瓦和制動(dòng)盤之間的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，極易造成危險(xiǎn)的發(fā)生。在升級(jí)PLC技術(shù)之后，系統(tǒng)則可以控制閘瓦和制動(dòng)盤接觸一段時(shí)間即分離，然后再接觸，由此避免了長時(shí)間接觸產(chǎn)生高溫，也不容易產(chǎn)生火花問題。
5PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制的應(yīng)用上的缺陷
PLC系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)需要與配套設(shè)施相結(jié)合，才能發(fā)揮出理想的效果，繼而提高生產(chǎn)效率。PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制的應(yīng)用中仍舊存在諸多不足及缺陷，其主要缺陷就在于PLC沒有與配套的設(shè)施相結(jié)合，導(dǎo)致生產(chǎn)效率無法得到應(yīng)有的提高，經(jīng)濟(jì)效益隨之降低。在采用PLC技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)配套的硬件設(shè)施予以更換。舉例而言，在升級(jí)到PLC，需要對(duì)相關(guān)電路的電力做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保PLC在正常電流范圍內(nèi)工作。而升級(jí)到PLC之后，對(duì)于電流的控制更為精確，因此對(duì)電機(jī)也有一定的要求，如果電機(jī)過于陳舊，PLC在對(duì)其進(jìn)行微小的調(diào)整時(shí)很可能電機(jī)沒有反應(yīng)。這些問題都會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來不利影響。當(dāng)然，這些問題并不是無法得以有效解決的，只要在升級(jí)PLC時(shí)得到重視，這些問題均能夠避免。
6結(jié)語
實(shí)踐證明，在煤礦機(jī)電控制中運(yùn)用PLC技術(shù)，能夠提高管理工作的實(shí)效性，達(dá)到資源最大化的利用，在最大程度上保證操作人員安全的同時(shí)也提供了操作上的便捷性?？梢哉f，PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制中的運(yùn)用，為工作人員避免了風(fēng)險(xiǎn)，提高了生產(chǎn)效率，也為企業(yè)贏得了更大的效益，可謂是一舉多得，應(yīng)當(dāng)予以高度重視。
作者：郭志峰單位：山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司東曲煤礦
