PLC技术在矿山电气控制装置中的应用

杜波 1  张连刚2   赵伟东3

2.（山东卓祥安全管理咨询有限公司）

3.（肥城康王酒业有限公司）

摘要：PLC控制系统则是根据矿山工作的具体需求进行再度研发之后，所形成的一种计算机控制系统。将其运用到实际工作中，其抗干扰能力强、运行可靠性优势较为明显，对于矿山企业的正常生产活动发挥了重要作用。由此可见，研究矿山电气中PLC控制技术的应用具有积极的社会意义。

关键词：PLC技术；矿山电气；控制装置；有效应用

1 PLC控制技术的基本概念

PLC技术是在国家的科学技术迅速发展的背景下产生的一种电能控制技术，从PLC技术的发展历程来看，其工作原理变得越来越复杂。在最初阶段的应用过程中，主要是通过一些简单编程逻辑运算来实现对系统的有效控制，而在如今技术不断发展的状况下，PLC技术已经实现了和电子信息技术的融合，发展成为了集运算、控制、定时等功能一体的控制系统。从发展投入比例来看，PLC技术在美国、德国、日本等资本主义国家已经得到了充分利用，并且取得了相应成就，尤其是在工业中电气设备中的应用，该技术更是得到了可靠、安全的发展，在很大程度上推动了整个电气行业的发展。但是，根据调查研究发现：PLC技术在我国的应用和发展过程中还存在着很多问题。从近年来和未来的发展规划来看，PLC技术主要应用在防水、防尘、防高温等生产活动中。这主要是因为在实际的生产过程中，通常会遇到高温、高压的状况，所以，为了满足生产的实际需求，需要相关的设计人员不断的努力，改进PLC技术，将PLC技术投入到更广泛的生产活动中，从而满足各项生产活动的需求。

2 简述PCL控制技术的基本原理和主要特征

PLC技术属于效率和品质都非常高的一种控制技术，可以被应用到矿山开采工作中的每一个环节，完全取代以前应用的控制技术，利用储存器设备收集、推算矿山采集和生产设施中的各种数据，控制各种电气设备，而且能够以最快的速度将有价值的信息资料输送给相关工作人员，为管理工作者提供可靠的数据资料。就当前的应用情况来看，在进行矿山采集和生产工作当中经常会应用PLC技术，主要包含两种应用的模式，包括模块式结构模式和固定式结构模式，这两种结构模式在功能的自定义范围上有所不同。模块式结构模式可以自主定义或分配PLC控制技术的工作内容，所以负责矿石生产和采集的公司负责人可以按照实际需求改变PLC控制技术的工作内容。而固定式结构模式不同，无法自由的调整或改变PLC技术的功能，但在这种模式下，操作内容更简单，很多小型公司可以自由应用这种结构模式，不再受经济问题的限制和影响。PLC控制技术能够有效解决传统控制技术的问题，弥补控制工作中的漏洞。具体来讲，应用PLC技术能够全面监控矿石采集和生产工作，确保各个阶段管理方式的一致性，提高管理工作的成效，加强矿石生产和采集工作的连贯性。

3 PLC控制技术在矿山电气控制中的应用

3.1 PLC控制系统在提升机中的应用

矿山生产的传统提升设备主要由提升机完成，为了适应智能化自动化的生产需求，要针对传统提升机设备的升级和改造。在原有的一部分提升机和直流主电机机械设备正常运行的基础上，科学地安置新操作台代替老旧操作台，精准调整电枢回路，确保刀闸的正常转换。新旧系统转换过程中，要着重关注制动单元油泵的润滑程度，宜使用多路航空插头。新旧系统的衔接和转换要有序进行，新系统要经过系统和完整的调试，才可以正常投入使用，根据当地矿山开采生产实况，确定旧系统的保留程度。针对提升机的改造和调试要充分发挥PLC的技术特长。特别是在新设备的调试阶段，以装载系统的调试为例，通过编程控制器实现在线调试，对装卸程序中的各个控制单元实现全面性调试，提高调试的效率和精准度。还涉及到对传动系统闭环传送的动态性调试，根据重载和空载的动态运行，全面调试系统状态。利用PLC自动化控制技术，确保系统没有误差，完善矿山提升机的创新升级。

3.2 PLC控制程序的运行方式

中央控制中心与系统之间的控制一般采用集中控制的方式进行。也就是说，控制单元（计算机）主要用于控制和管理整个过程。运行工程师在控制中心执行控制功能，通过计算机、监视器等查看和分析相关运行数据，对各个运行环节进行实时控制。在提高全厂效率的基础上，妥善管理和控制故障风险。同时，集中式PLC控制系统也有很多缺点。首先，使用一台设备控制整个集中控制系统并不能避免风险。这会导致整个系统出现问题，并且不能保证良好的工作条件。其次，基于计算机系统的PLC控制系统，容易受到外部环境或内部程序的影响，在工作流程中出现故障。因此，为了保证系统的运行，提高工作效率，需要定期检查和维护各种程序，这在一定程度上增加了运行成本。鉴于这种情况，在采用集中控制方式的基础上，集线器必须采用分布式控制方式来适应和修改系统，克服风险。特别是分布式控制主要是利用系统变电站、可编程逻辑控制器等设备组成局域网，进行分布式数据处理。通过集中式PLC系统的上述模块，对各个分布式模块的数据信息进行分析处理，及时将仪器的工作状态反馈给操作系统，保证PLC系统的有效管理。

3.3 应用PLC技术控制矿山运输胶带设备

就皮带运输机的自身特点来看，不但操作起来非常简单，而且运输数量非常大，矿山开采公司基本上都会选用这种开采设备，但实际运输过程中经常会出现各种各样的安全问题。而PLC控制技术就能够高度掌控矿山运输胶带设备的运行情况，减少不必要的安全隐患。具体来讲，矿山运输胶带设备包含电控系统、液压站和制动装置等多个部分，在实际工作当中没有任何压力，制动闸的状态也非常平稳。制动闸之间具有13cm的间距，可以提高设备运输的摩擦力，进而降低危险事故出现的频率。将PLC技术应用到矿山运输胶带设备上时，必须充分考察设备的工作状态，根据实际需求调整系统运行模式，尽可能提升系统的自动化程度。实际上，PLC控制技术能够按照温度调解运输胶带设备的功率，进而有效提高设备运行的平稳性和安全性。

3.4 矿山电气PLC技术逻辑控制井下风门中的应用

PLC技术遵循的原则为：易于维护、易于扩展、易于升级、便于操作、人机界面友好、控制组态合理、功能完善、经济实用等。矿山电气自动化监控系统主要由控制箱、PLC主站、通信网络远程数据、检测设备、远程数据子站等组成，上位机监控系统可以对矿山全部运行设备的运行数据和运行状态进行实时监控，PLC主站能够完成对生产数据的逻辑运算，对设备运行进行有效协调。在矿山风门控制过程中，由于风力阻力过大，容易造成矿山风门的破坏。引入PLC技术设计电气自动化运行天窗，当出现两侧风压过大的情况时，打开风门平衡两侧压力，PLC控制气阀与气缸避免受到风阻导致气门损坏，当气阀开启时，利用PLC控制风门开启角度，降低损失，实现PLC技术控制风门开的有效应用。

4 结束语

基于PLC控制技术的强大技术优势，将其应用到矿山机电设备控制系统的各个环节中，可以提高系统运行功能，强化机械设备的安全性和稳定性。通过数据信息的准确传输、汇总和反馈，完成对电气系统的整体监管和控制，提升电气设备群体的施工质量和生产效率。通过PLC体系的不断更新和完善，保障矿产企业的经济效益和社会效益，促进企业的可持续发展。

参考文献：

[1]张方辉,李奇,孟颖. PLC技术在机械电气控制装置中的应用探讨 [J]. 中国设备工程, 2023, (22): 146-148.

[2]任娇龙. PLC控制技术在矿山电气控制中的应用 [J]. 机械管理开发, 2023, 38 (09): 289-290+295.

[3]张磊. PLC控制技术在矿山电气控制中的应用 [J]. 世界有色金属, 2021, (22): 44-45.