PLC技术在煤矿机电设备控制中的运用

PLC技术在煤矿机电设备控制中的运用

孔令涛

中煤建设集团有限公司机电安装工程处   河北省邯郸市   056004

摘要：PLC 技术采用的是数字化仿真技术，依靠计算机的自动逻辑能力，能够满足煤矿机械的控制目的和需求。同时，能有效地对煤矿的机械设备进行有效的监控，使煤矿的劳动生产率得到了改善，保证了煤矿的安全、高效、稳定。本文着重对 PLC 技术在煤矿中的运用进行了详细阐述，对煤矿机电设备管理具有一定的参考价值。

关键词：PLC 技术；煤矿；机电设备

中图分类号：TD67文献标识码：A

引言

技术进步驱动技术创新，煤矿机电设备的控制也具有自动化、智能化的特点。PLC技术是实现煤矿机电设备自动化控制的基础。它可以建立以特定类型的可编程控制器为核心的内部存储程序，并向用户发布逻辑运算、定时、算术运算、序列控制等指令，提高了煤矿机电设备的控制灵敏度，避免了因煤矿机电设备反应迟缓而引发的多起事故。因此，探究 PLC 技术在煤矿机电设备中的应用具有非常突出的现实意义。

1 PLC技术的优势

PLC是一种基于PLC的自动控制技术，从工程角度可以充分体现使用的便利性。它在煤矿机电设备控制中的应用，不仅保证了机电设备的安全可靠运行，而且具有很大的灵活性。PLC在机电设备的控制中具有以下优点：第一，使用方便。由于煤矿机械种类繁多，各设备的控制要求各不相同，如果在控制系统中采用PLC技术，将大大降低设备控制的难度。操作员不需要进行更改，直接使用学习的技术来调整PLC的各种指标。PLC技术可以按照规定的程序进行操作和控制，与其他技术相比，PLC技术操作更加方便。第二，它具有很高的成本效益。PLC技术由于集成度高，在实际应用中需要更低的成本。只要有适当的附加装置，就可以实现其控制功能。与传统继电器相比，PLC技术成本较高，但综合性能要好得多。只要合理使用，就可以减少整个机械装置的结构，降低机械设备的成本；同时，PLC技术的使用可以通过互联网的支持促进互动和通信，为煤矿的建设和改进奠定了坚实的基础。第三，技术支持。随着电力系统的不断发展，PLC系统的硬件和软件已经非常成熟，与传统PLC相比具有更大的优势，可以提高系统的运行效率。

2 煤矿机电设备的控制需求

（1） 对控制信号的实时响应。由于煤矿机电设备控制信号的实时传输，设备控制系统需要具有高性能和高精度，以确保设备的实时响应和精确控制。（2） 精确控制机构的运动轨迹。煤矿机电设备要求准确控制机构的运动轨迹，保证设备的正常运行。这种装置的控制系统需要具有高的控制精度和稳定性，并且能够在不同的环境条件下保持良好的工作性能。（3） 信息收集和处理。为了监测煤矿机电设备的运行状态，确保其安全可靠运行，有必要收集和处理运行数据信息。这类数据主要包括机电设备的运行状态、故障信息、生产效率、材料消耗状况等。控制系统需要有效地处理这些数据并向操作员提供有用的信息。（4）可靠性和安全性。由于煤矿环境的复杂性，这些装置需要具备较高的可靠性和安全性。控制系统需要能够有效预测和预防可能的操作失误和系统故障，以确保设备的安全运行。同时，系统还应该具有完善的安全措施，保护设备运行人员的人身安全。

3 煤矿机电设备控制中 PLC 技术的实践运用

3.1 运输机操作运用

在传统操作中，煤炭通过手动操作皮带运输。在实际使用中，由于控制技术和方法的差异，很容易导致液压系统中的液压调节和制动故障，从而导致设备故障。当使用PLC技术时，可以使用增加输送机摩擦力的方法来达到在运行过程中停止设备的目的；在使用PLC技术的情况下，由于输送机在摩擦过程中产生的热量，对煤矿的交通和管理构成了危险，从而缩短了机械的使用寿命；将 PLC 技术用于运输车辆的特定系统，能够通过强化监测措施使车辆刹车盘的工作得到平稳，从而达到对设备故障的控制方式的间断传递，最大限度地降低热的产生，并保证了刹车的良好性能，保证了工作人员的人身安全和机械的使用年限。

3.2 通风系统

在煤矿安全生产管理中通风机电设备的运行过程中，涉及到大量的机电设备。通风系统机电设备的稳定运行，为井下作业人员的生命安全提供了保障，提高了煤矿安全生产作业质量。PLC技术结合在线监测技术、网络传感设备和基础通风设备，实现对矿井巷道内气体浓度、含氧量、有毒有害物质的在线监测，并与其他通风开关联动，控制和调节通风量和通风频率。基于此，从通风系统监测、基础数据分析以及控制运行等方面，提升煤矿井下通风系统运行管理质量，降低因通风系统运行效率不足造成的安全生产事故的发生概率。

3.3 故障预警

对于服务年限较长的煤矿机电系统，受设备老化、现场条件干扰，正常运行阶段易出现假信号，即控制系统发生异常动作情况下紧急停止全部设备运行关键信号。在假信号瞬时发生后，在线监控因延迟、上位机信号画面瞬时消失致使集控人员无法及时捕获，维修者需要进入现场逐一排查，工作量较大，工作效率较低。基于此，可以结合现场实际，自主编写煤矿机电系统PLC程序，全面捕获整个系统急停、保护、远程停止、故障等瞬时信号，便于维修者在短时间内精准锁定故障位置，为故障点维修效率提高、故障损失下降提供依据。以煤矿井下皮带运输机为例，作为一种运输距离长、运行时间长的机电设备，极易受安装精度不足、井下巷道底板鼓起、日常维护不到位等因素影响，出现撒料、跑偏、异常噪声、撕裂、打滑等故障。基于此，可以将基于PLC的故障报警与定位控制模块接入全矿井控制系统作为皮带运输机的控制中心，自动监测皮带运输机运行状态，自动捕捉故障信号并发出报警。

3.4 PLC 技术在井下掘进机控制系统中的应用

井下掘进机控制系统的正常运行由电源控制。交流电源中安装了PLC，系统收集的数据通过中央处理器（CPU）进行有效处理。通过对系统的分析和计算，对掘进机进行控制。PLC中的输出和输入模块可以与外部信息互换。PLC具有条件控制、限时控制、数模转换、联网等多功能特点。时限控制功能可为系统提供多种时限控制，并可实现对指令装置的调整和修改功能。近年来，随着科技的不断创新，PLC技术越来越受煤矿企业的青睐和重视，在该技术的应用下，可以根据地质条件很好地控制掘进机的方向与速度，较大程度提升煤矿的生产效率、经济效益及安全性。

3.5 漏斗系统控制

煤矿漏斗系统主要负责煤炭的装卸和运输。传统的操作方式需要大量的手动控制，容易出现误操作等问题。利用PLC技术实现了系统的自动控制。在PLC控制器中设置相应的控制程序，通过传感器获取漏斗中物料的信息，并在操作过程中激活相应的控制软件，控制散煤量和物料下落的位置。经过应用效果验证，PLC控制系统已成为煤矿料斗系统自动化控制的重要手段。

3.6 提升机基础运用

在实际工程中，PLC 技术在煤矿机械中的应用，主要包括四个方面：提升机、绞车、运输机和电气设备的控制。在提升机的基本应用方面，PLC 技术起到了很大的保护功能。尤其是 PLC 技术，可以增强煤矿与外部的连接，为煤矿提升作业提供了可靠的保证； 既能充分考虑到煤矿的作业模式和作业效果，又能最大限度地保证煤矿工人的人身安全。对于升降器继电防护，主要表现在 PLC 技术能够加强控制的准确性和科学性，以及监测管理者密切监控和分析起重机械的运行状态，从而达到监测和处理非正常运行状态的目的。PLC 技术的运用也为电梯出现故障的感测装置等提供了及时的信息回馈，从而增强设备监测与管理效率，为提高系统的安全运行、解决安全问题等方面的工作奠定了基础。

结束语

综上所述，煤炭生产企业应该加强对 PLC 技术的研发和应用。在对 PLC 技术的运用原则和其他基本要素清楚掌握基础上，根据机电产品的特殊控制需求，将技术灵活地运用于煤矿下风门、绞车等设备的控制作业，保证技术的优越性，为机械设备运行提供有力的支撑与保障，实现对煤矿发展的高效促进。

参考文献

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