淺談煤礦機電控制中的PLC技術

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掌握PLC技術工作原理及其在煤礦機電系統中的工作方式，了解其快速收集信息，進行邏輯運算，從而反映執行命令工作程序，更好的將PLC技術運用于煤礦電設備控制系統。通過分析PLC技術在煤礦提升機、井下風門及絞車中的應用，總結該技術在煤礦機電系統中的利弊，探討提高煤礦機電設備plc控制系統穩定運行的措施，從而更好地應用PLC技術，提高煤礦機電系統的效率，促進煤礦產業的發展。

PLC控制系統就是一種利用計算機控制技術來對機械設備進行控制的工業控制系統，它是一個可編制程序的存貯器，可以在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算數運算等操作指令，然后通過數字式或模擬式的輸入或輸出控制各種類型的機械或生產過程。

1PLC技術分析

進入信息時代以來，計算機技術飛速發展，越來越多的領域開始利用計算機技術來輔助生產，提高工作效率，提升安全性能，減少能源消耗，其中，最顯著的體現就是在工業領域中的應用，集運算、計時、計數等操作命令于一體的PLC技術取代了傳統的繼電器控制技術，提高了系統的性能，整個工作過程變得高、快、準，PLC技術還具有高穩定性、操作簡便的特點。

2PLC技術的工作原理分析

PLC技術基于計算機技術，通過編程，利用自動控制來完成任務處理。首先收集外部數據信息，然后進行邏輯運算，最后將運算結果輸出，設備得到指令后再進行相應的處理。整個過程僅有輸入、執行、輸出三個環節，系統的簡便而高效極大地減少了人力，節約了工作時間，提高了工作效率。

2.1輸入采樣分析

輸入采樣環節是系統最為基礎也最為重要的環節，第一步，PLC對輸入接口進行全盤掃描，掃描出的數據被記錄并存儲于I/0映像存儲區內，緊接著對數據進行分析處理。這個環節內，所有數據均保持獨立性，不受外界操作的干擾。

2.2程序執行過程分析

程序執行過程是一個進行運算的過程，按照上下左右的既定順序掃描程序并進行運算，運算結果記錄于計算機之中。因運行是循環過程，所以在每個循環中所輸入的數據必須保持一致，避免系統因信息錯誤而產生問題。

2.3輸出刷新過程分析

輸出刷新過程是PLC技術的最后一個環節，這一過程主要是執行最后的指令，根據這個指令對操作系統進行調整，維護機電設備。

3PLC技術在煤礦機電設備控制系統中的運用分析

PLC技術操作簡單、速度快、自動化程度高，能及時的掌握各個子系統的運行狀態，及時預警達到調控的效果。例如實時監測系統的溫度、記錄絞車系統的速度，將記錄的數據與設定數據進行比對，一旦出現異常數據，PLC監控系統便會自動發出異常預警，通知工作人員及時處理，提高了系統的安全性，減少了設備維護的人力、財力及時間。此外，監控系統還能保存所有預警數據，為以后的系統維護提供數據支持。但要注意的是，PLC監控主站系統需要與煤礦機電系統保持一致，這樣才能保證數據的一致性和準確性；監測系統傳感器的分布保證能和每一個電氣設備得到有效對接，提高預警的時效性。接下來將從煤礦提升機、井下風門、絞車三個系統對PLC技術應用做簡要分析。

3.1在煤礦提升機中應用分析

礦井提升機是礦井生產設備的核心，礦井內部情況復雜，礦井提升機在工作時要克服礦井內部高溫、潮濕、高粉塵等復雜的外界環境，還需要處理高低壓、閘瓦磨損、液壓不足等自身設備問題。用PLC設計礦井提升機控制系統，以傳感器系統的數據為基礎，監測分析提升機狀態，將監測數據及時傳送到中央控制中心進行程序處理，控制提升機速度，顯示提升機深度和故障。通過對礦井提升機盡可能完善的設計，及時避免或預警意外情況，減少運輸過程帶來的危害和損失，保護礦區生產的安全。

3.2在煤礦井下風門中應用分析

風門可以說是一條生命通道，礦井內的易爆及污染氣體通過風門與外界新鮮空氣進行交換，以保證礦井內工作人員的生命安全。在PLC技術應用以前，井下風門主要由人力來控制、調節，受內外壓力差影響，井下風門的控制較難，危險系數高，而且還可能損壞風門。PLC控制系統則可以自動監測，通過紅外線傳感控制器監測通道情況，當有車輛通過時，通過傳感設備向風門終端發出信號，系統自動打開風門，工作效率有效提高。自PLC控制系統進入礦井以來，風門控制的安全性得以提升，風門的使用壽命得到提高，節約了人力、物力。PLC控制系統在井下風門還有另一項重要功能，就是監測井下的空氣質量，當監測到井下易爆或有害氣體含量過高時，就會啟動預警裝置，自動調節風門情況，提高井下作業的安全性。

3.3在煤礦絞車中應用分析

PLC技術在絞車系統中主要是通過控制絞車的運行方向及運行速度來維護整個絞車系統。在運行方向上，在絞車開關開啟的情況下，記錄單位時間內觸碰開關的次數。設定固定的時間間隔，記錄在該段時間內觸碰開關的次數，得到頻率，PLC系統經過數據分析輸出相應速度，控制運行速率。以5s為例，開關發生兩次變化，當一個記錄設備受另一個記錄設備控制時，絞車上部觸碰開關，產生向上的力將絞車向上推起。如果開關僅發生一次變化，絞車下部觸碰開關，產生向下的力使得絞車向下移動。此外，PLC的預警系統還會在設備超負荷工作時，發出預警信號，通知工作人員快速解決，避免事故的發生。

4提高煤礦機電設備

PLC控制系統穩定運行的措施在煤礦機電設備中運用PLC技術，控制系統得到優化，減少了故障出現頻率。其簡單的操作流程，強大的工作性能和安全性能，以及安全的硬件配置得到我國絕大多數煤礦企業的青睞，但在實際運行過程中，還應注意在合適的工作環境中采用正確的操作方式，才能達到PLC控制系統穩定運行的效果。

4.1正確的接地方式

良好的接地是PLC控制系統順利、安全工作的重要條件之一，安裝PLC系統時，PLC的接地應滿足以下條件：首先，PLC的接地線不易太長，盡量的讓PLC靠近接地點。為了避免干擾，PLC一般單獨接地接地電阻應保持在100歐姆以內，接地線截面積2平方毫米以上。

4.2合適的工作環境

一是PLC對環境的溫度有一定要求，一般環境下，PLC所能承受的溫度位于0到55攝氏度之間，因此要特別注意其安裝位置，避免安裝在高溫元件之上，避免陽光直射，盡量遠離安裝有暖氣、加熱器及各種大功率電器的場所。此外，還要注意PLC安裝的位置，周圍應有足夠的空間散熱，安裝透風性較好的窗子，如果透風性不強，還應安裝散熱扇幫助其通風散熱，以保證PLC控制端處于合適的溫度范圍內。二是濕度對PLC控制端有一定影響，如果濕度過大，會影響PLC的絕緣性能，影響控制端記錄的數據的準確度，因此其應安裝在相對而言較干燥的地方。三是對周圍環境清潔程度對PLC有影響，如若安裝位置有大量的腐蝕性氣體或污染物，可能會導致部件或線路腐蝕，影響PLC的正常工作。如果安裝在這類環境中，在其他條件都允許的情況下，應將其安裝在一個密閉的空間中，使其遠離污染物，提高其使用壽命。四是盡量避免接觸震動或沖擊力較大地帶，如果需要，采取相應措施以減輕震動。五是遠離電磁場、高頻儀器等強干擾源，以保證系統記錄數據的準確性。

4.3軟件的有效配合

PLC的干擾因素很多，有時我們所采取的物理方式并不能完全避免這些因素的干擾，為了保證系統運行的穩定，還可以結合軟件設施提高系統的抗干擾性能，保障其運行。其一是消除開關量輸入信號抖動，PLC控制系統處于一種高速運轉的狀態，部分開關可能受外部環境的干擾，接收信號時出現上下波動的情況。原因在于，傳統的繼電器系統運行速度較慢，一般不會受外界的影響，但PLC控制系統高速運轉，其掃描周期遠低于繼電器掃描周期，極易掃描到干擾信號，這些干擾信號被記錄下來，形成錯誤的指令，造成系統及其他設備的運行故障。因此，必須采取相應措施來減少這些錯誤信號的干擾。由于PLC技術是依靠微型計算機來工作的，其自身有著強大自我監測和自我診斷功能，通過在系統中輸入自我診斷程序，在出現故障時利用自我診斷程序快速有效的找出故障原因及地點，快速解決問題，提高解決效率，節約故障排查時間，減少因故障而釀成的事故的發生。其二是通過記錄時間，進行超時監測，快速發現故障，排除故障，保證系統的有效運行。一般情況下，各個部件運行的時間都是固定的，如一程序的某一環節運行超過了預定時間，預警系統就會發出預警信號。那么，這一環節可能出現了故障，通過這一方式快速有效的掌握故障位置。其三是檢測邏輯錯誤，因為各個環節都是按照一定的順序來運行的，如果發現邏輯異常，那么就可以斷定系統發生故障。通過硬件和軟件的有效配合，保證各個環節的正常運行，可以有效的減少因故障出現的安全事故，提高系統運行效率。

5結論

信息技術的飛速發展，使得越來越多的高新技術進入到各行各業中，各行各業也積極引進應用這些技術，極大地提高了工作效率，提高了行業的安全性。煤礦領域PLC技術的應用，雖然說其前期投入可能較大，但PLC技術的高性能、易操作性、齊全的硬件設施以及簡單的后期維修也意味著較少的后期投入，無論是經濟效益還是社會效益都是較高的。PLC技術具有強大的功能，其發展是符合行業發展規律的，但在應用PLC技術時也應注意PLC所適應的各項條件，結合實際情況，合理的加以應用，從而發揮出PLC技術的效用，切實提升電氣自動控制系統的工作效率，從而促進煤礦企業更好、更快的發展。