刍议PLC在矿山机电控制中的应用

刍议PLC在矿山机电控制中的应用

李欣鹏

南京福加自动化科技有限公司，江苏 南京 210000

摘要：煤矿资源的开发与利用对经济的可持续健康发展和提升人民生活质量有积极影响，但随着需求量增加和规模效率的提高，煤矿开采需要借助大量机电设备提升开采效率和保障开采安全。现代技术的不断发展为各行各业注入了新活力，PLC技术应用于矿山机电控制领域取得巨大突破。论文简要介绍了PLC技术的应用以及其在矿山机电设备控制中的意义与应用。

关键词：PLC技术；矿山机电控制；具体应用

引言

由于煤矿开采环境多为封闭的地下环境，因此必须使用各种机电设备以确保开采环境的安全性。随着煤矿资源开采的进一步发展，机电设备的应用率也随之提高。但手动控制和管理各种机电设备需要大量的时间和精力，这不利于对人力、物力资源的优化配置。PLC技术具有卓越的控制性能，极大地支持了矿山机电设备的控制管理，提升了煤矿机电设备的控制与管理水平，为煤矿开采工作提供了重要保障。

一、PLC技术概况

PLC技术的本质是一种可编程的逻辑控制存储器，因为具有该技术，用户可以按照自己的命令对各种数据信息进行逻辑计算和机器定时器，从而实现对各种型号机械设备的实时监控。PLC系统常由内存、CPU、I/O、程序器及监控电源这数个单元所构成。其中，CPU是其最基础的组件，而CPU集成电路板则是PLC监控工作的主要负责者，对PLC操作至为关键。CPU通常是由储存器和运算器两个组成部分所构成。CPU能够理解各种输入的指令，并一一执行各种不同的指令，从而产生各种控制指令，快速地完成向客户发送的所有命令。在执行各种命令的同时，CPU还会主动阅读、分析和管理从机电装置输入的所有数据信息，并进行计算和存储。另外，CPU可以监控输出状态，从而实现对机电设备的有效管理。

二、PLC在矿企节能控制的特征

1.处理速度迅速

矿山企业的原始控制系统基于继电器。该系统涉及手工布线、焊接及其他装配等操作，旨在针对电气设计控制图完成必要的工艺流程，从而控制矿山机电系统的运行。该控制方式浪费人力资源，严重消耗能源，PLC技术对企业的发展和收益具有重要影响。当前，升级和改造传统继电器控制设备，是一种明显的优势。该技术主要通过调整存储器设备内部实现，如需改进设备功能，则需修改程序和连接线，创新软件内容，以此来实现多目的的控制操作。在控制矿山企业机电设备时，PLC技术的灵活和通用操作非常明显。此外，由于矿山结构多样化，因此可以在不同规模和环境下实现自动控制。这可以节省人力和其他资源的消耗，并取得良好的效果。

2.操作灵活

当前，PLC技术可广泛应用于机电设备控制系统，实现设备设置、安装、编程计算等多种功能。该系统的组成部分包括集成电路板和二极管数据块等多种组件。大部分部件可直接在制造商处购买，完成整个安装和配置流程。在系统安装中，采用PLC技术和一次性连接模式，每个串连模块下都固定带有端口。为了简化安装，采用通用连接器。此外，PLC一般运用C编程模式，可有效处理低级内存，免去对其他语言进行替换的工作。

3.可靠性高

普通的PLC系统包含多个电路，各电路相互关联。在设备故障时，这些电路能够减少电路干扰，从而保护电路，使得整体操作更加智能、安全。因此，PLC的运用可有效地提高机电控制系统的稳定性，同时减少故障率。矿山生产具有高风险性，生产过程结构复杂，设备失控影响工作安全，应立即中断作业，也会降低生产效率。

三、PLC在矿山机电控制的意义

1.优化资源分配

积极运用PLC技术在煤矿机电设备控制管理中，不仅可达到节能目标，还可促进企业形象。以往所采用的电器控制装置多为继电器，但PLC技术不仅耗能更低，而且使用寿命更长，对企业成本控制产生积极影响。PLC技术在机电设备控制上仅需小型电路板即可实现有效控制，相较于庞大的电路而言，操作也更为方便。

2.提升控制功能实用性

由于采矿活动在地下进行，空气流通至关重要。因此，必须设置风门以保证空气的正常流通。一般情况下，风门的开关需要人工操作，不当操作可能会导致损坏设备，甚至危及操作人员的安全。将PLC技术应用于矿山机电设备能自动化控制存在安全隐患的设备，保障工作人员生命安全。此外，采用PLC技术还能够高效地进行机电设备数据的分析和处理，以实现对设备的精准控制。此外，PLC技术还可以提前检测机电设备的故障并发出预警，使工作人员能够及时进行全面检查和消除潜在故障，同时也能针对矿山机电设备已经出现的问题采取有针对性的措施进行解决。

四、PLC在矿山机电控制实践中的应用

1.PLC技术用于胶带机

在煤矿胶带机的开采中采用PLC技术，是将自动化技术应用到机电设备管理的重要措施。不仅可以有效减轻工人的工作负担，还能完成部分人工难以完成的工作。合理应用机电一体化可提高煤矿开采效率，PLC技术还可全面监控矿山机电设施设备操纵系统，并将数据化的运行情况反馈，实现整体监测与管控。已定程序可有效调整与控制相应机电设备控制指令。

2.PLC技术在空压机运作中的应用

PLC技术的不断提升，使其在螺杆空压机的管理中具有了更高的自动化控制能力，实现了吸气、密封、输送、压缩和排气等四个过程的有效管理和优化，从而显著提高了其性能和效率。在空压机运行过程中，螺杆会与壳体不断啮合，将空气和机油吸入其中。同时，随着啮合面积的减小，螺杆压缩空气也随之产生，逐渐压缩，最后通过排气口排出。为了在排气过程中调节气量，要合理调控螺杆转速。为此，应安装变频器在螺杆压缩机上，以便调节气量异常情况，变频器应被启动以调整螺杆转速，确保排气量恢复正常，同时稳定排气压力并有效降低能源消耗。

3.风门中应用PLC技术

PLC技术在农业领域的应用广泛，作为一种现代控制技术，主要用于工业环境控制。通过合理设计，满足工业发展的实际控制需求，提升对设备的控制效果。此外，PLC技术操作简便，机电设备控制效果优秀。随着煤矿采深增加，地下氧气将逐渐减少，无法满足作业人员的需氧量，井下员工的生命安全受到缺氧的威胁，煤矿环境中存在大量煤灰和浮尘，长期处于这样的环境会对作业人员的健康造成不良影响。因此，在矿井中添加风门并加强管理措施至关重要。曾经的风门管理需要人工干预，难度较大且经常因人为因素导致重大安全事故和风门损坏，这对其正常操作造成了不同程度的影响。采用PLC技术管控风门，可实现自动化远程控制，降低人力成本，减少人为因素对风门的影响，有效避免安全事故，保障煤矿开采的持续稳定进行。

4.提升机电设备中的PLC技术应用

在引入PLC技术之前，矿井提升机的控制装置主要使用继电器。然而，随着现代控制技术的进步，矿井提升机控制已经开始广泛应用PLC，可以改善和优化矿机内部结构的设计，提高矿井提升机的运行可靠性和效率。矿井提升机的多个关联系统需要协调运行，而合理利用PLC技术可以有针对性地优化这些系统。在进行煤矿开采时，对机电设备控制的安全性要求十分严格。因此，利用自动化技术优化矿井提升机后，需进行严格检测并落实后期的保养和维修工作，以确保其长期稳定运行。

5.矿山设备监控应用

随着矿山事故频繁发生，采矿工人的人身安全越来越受到重视。为保障工人的安全，应当在作业过程中持续地进行安全监测，并加强监测的力度，为增强矿山生产作业的安全性，自动化技术在监测中具有至关重要的作用。它可以全面监测矿井的作业环境，确保员工的安全。考虑到矿井设备环境的复杂性，应用自动化技术于矿山监测设备可快速获取矿井内的地理信息。通过应用自动通讯技术，可以提高矿井环境信息的准确性，协助作业人员进行合理的工作规划以确保安全。此外，自动化技术的使用还能够实时传达井下坑道的情况，并配合动态效果图，让生产作业进度随时可掌握，还能多方面收集信息，助力工作人员作出决策，并对作业人员定位准确，若工作场所发生危险，这些信息可帮助工作人员及时逃离，并提供有用信息。这对于推进矿山企业的现代化管理至关重要。

结语

科学技术的发展为各行各业的发展都提供了重要保障，特别是各种自动化技术的发展，为煤矿机电设备控制提供技术支持，采用PLC技术进行控制，以优化机电设备控制效益和质量，确保煤矿开采工作正常运行。

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