PLC在煤礦電氣自動化過程中的應用
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摘 要：隨著科技的發展，PLC技術在煤礦電氣自動化中的應用越來越廣泛。根據實際應用情況，PLC技術的應用有效提升了煤礦的生產效率。因此，研究PLC技術在煤礦電氣自動化中的應用意義重大。
關鍵詞：PLC技術;煤礦電氣自動化;生產效率
中圖分類號：TD67 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）07-0066-02
Abstract： With the development of science and technology， PLC technology is widely used in coal mine electrical automation. According to the actual application situation， the application of PLC technology has effectively improved the production efficiency of coal mines. Therefore， it is of great significance to study the application of PLC technology in coal mine electrical automation.
Keywords： PLC technology;coal mine electrical automation;production efficiency
隨著我國經濟的持續增長，煤炭資源數量和質量的需求與日俱增。為滿足新形勢下對煤炭資源的需求，需不斷完善生產設備和生產技術。PLC技術的應用，提升了煤礦電氣自動化的生產水平，解決了傳統電氣生產中能耗高、可靠性低等問題，促進了煤礦行業的協調發展。
1 PLC概述
PLC即可編程控制器，是計算機技術的分支，專門用于工業生產。PLC的結構包括電源、系統程序儲存器、接口電路、CPU、通信模塊及功能模塊。
具體工作原理如下。
①輸入采樣。PLC通過掃描收集需讀入的數據和狀態，然后儲存到相應的映象區單元。采樣結束后，PLC可執行用戶程序并進行刷新。此階段可任意輸入數據。
?、诔绦驁绦?。PLC按照梯形圖程序的順序，自上而下、從左到右執行用戶程序。程序執行中，根據程序運算指令，通過邏輯運算或其他運算計算結果，存入相應內部繼電器，然后刷新對應狀態，確定是否需要執行相關指令。
?、圯敵鏊⑿?。掃描結束后，PLC開始輸出刷新。CPU根據映象區的狀態和具體數據，鎖存所有輸出電路，然后輸出驅動外部程序。
以上步驟是PLC工作的一個周期。PLC運行中，將重復執行上述步驟[1]。
2 PLC技術的優點
PLC技術的優點表現在以下3個方面。
?、俜€定性強，抗干擾能力好。電氣自動化中，PLC技術通過大規模使用集成電路技術，提高了系統的整體可靠性。同時，PLC的硬件具備自我檢測功能，可及時發現運行故障，并進行報警。大型企業在生產中引入PLC技術，有效降低了生產故障率，提升了生產效率。
?、诠δ軓姶?，維護簡單，且能耗小。PLC技術在理論和實踐方面均已較為成熟，可滿足煤礦自動化生產需要;在數據運算和邏輯處理方面，應用便捷，可適應當前煤礦自動化生產。實際應用中，PLC控制器以存儲邏輯為主，裝置外部接線數量較少，接口簡單。此外，PLC技術可實現在線編程，廣泛應用于小批量生產。與傳統自動化系統相比，PLC系統能耗較低，降低了能源生產成本。
?、壅Z言編程簡單。作為工業控制計算機，PLC語言編程相對簡單，主要采用梯形圖語言，有利于PLC技術的普及[2]。
3 PLC技術在煤礦電氣自動化控制中的應用
3.1 PLC技術在提升機系統改造中的應用
實際應用中，傳統提升機已無法滿足當前煤礦發展需要，而PLC技術的發展為提升機的改進創造了技術條件。PLC以改造繼電器為主，通過可編程控制器和大功率晶閘管變流器改造提升機，具體包括兩個方面。一方面，確定傳統提升機需要保留的部件，如直流電機。改造時，繼續使用的部件無需更換，以減少改造流程，節約成本。另一方面，提升機操作臺的改造。改造操作平臺時，需調整控制回路，轉換刀閘，并根據實際需要添加刀閘。新系統安裝完成后，需進行調試，舊系統可繼續工作。當改造后的系統出現故障時，可使用舊系統臨時替代。調試時，傳感器的校驗和檢測需要帶電測試，以達到實時控制參數的目的。
3.2 PLC在帶式傳輸機上的應用
PLC技術在帶式傳輸機中應用效果明顯，提升了皮帶機輸煤系統的效率，減少了傳輸電能的浪費。帶式傳輸機中，信號采集系統和信號處理系統是重要的組成內容。信號處理系統主要由人機界面、工控機及PLC等構成。在煤礦井下使用時，PLC系統優勢明顯。究其原因，在于煤礦井下的環境相對復雜，易受電磁干擾，而PLC系統的抗干擾性和穩定性較強，適用于此工作環境。
3.3 PLC技術在排水泵中的應用
排水泵系統中，PLC技術可實現控制、保護、遠程通信及監控等功能，還可以優化調度效果。主排水泵中，PLC自動控制系統的設備組成包括通信接口、數據處理中心、網絡傳輸、信號采集系統、電控裝置及機房部件等。PLC系統包含地面監控主站、PLC控制及機械設備三個層次。PLC系統運行相對穩定，不會出現較大故障，具有良好的故障診斷能力和設備保護作用。PLC系統出現故障時，人工控制系統可發揮作用，以確保水泵正常工作，實現正常的排水功能[3]。
3.4 PLC技術在設備集中控制中的應用
煤礦企業的設備集中控制系統中，PLC技術主要應用于綜采工作面設備、集中控制系統及煤炭地面篩分系統。煤礦綜采工作面的設備類型有轉載機、輸送機及采煤機。PLC系統的應用強化了綜采過程的安全性能，提升了生產效率，節約了生產成本。PLC集中控制系統的應用實現了設備的集中監控。此外，集中控制系統還具備監控運行狀態的功能。當系統運行故障時，PLC系統會自動報警，便于工作人員及時處理，確保了系統的正常運行。煤炭篩分系統中，由于相應設備較大，應用PLC技術可劃分篩分系統，控制系統主站和分站通信，從而實現對煤炭地面篩分系統的總體控制
4 PLC技術在電氣自動化控制應用的發展趨勢
在工作環境相對復雜的區域，傳統人工控制方法不僅危險系數大、成本高，而且工作效率無法滿足現代化生產的要求。近年來，PLC技術廣泛應用于電氣自動化控制領域，很好地解決了該問題，為企業創造了效益。
5 結語
煤礦自動化生產中，PLC技術不僅表現出良好的經濟性能，而且具備較高的可靠度。PLC技術在煤炭提升機、運輸機、排水泵及設備集中控制等方面應用效果良好，提升了安全生產效率，降低了設備維護費用，提高了經濟效益。隨著科技的不斷發展，PLC技術將廣泛應用于煤礦自動化生產。
參考文獻：
[1]齊海英.PLC技術在煤炭工程電氣自動化中的應用[J].煤炭技術，2013（11）：85-86.
[2]賀靜.PLC在煤炭行業電氣自動化過程中的應用探討[J].中國科技博覽，2015（34）：159.
[3]索楠，馬春燕，李永剛.基于PLC的礦井提升機控制系統的設計[J].機械工程與自動化，2012（2）：139-140.
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