探析矿山电气中PLC控制技术的实际应用

蒋常平

当前，煤矿现代化进程正在全面的深入，在采矿的过程中，对设备提出的要求非常高。现在，在大多数的煤矿生产以及建设当中，已经将安全煤矿的建立，当做了重点的环节和内容。在PLC控制技术快速发展的今天，在矿山的设备控制当中起到的作用越来越大，对其的应用也越来越普及。在煤矿产业当中，矿山的开采工作为十分关键的环节，其中对于PLC控制技术的使用，可将矿产开采的效率以及安全性进行提升，将系统的损害进行降低，并减少对能源资源的消耗，避免出现劳动力浪费的情况，使企业的经济效益得到了迅速的提升。

1 PLC技术简介

1.1 PLC技术的组成分析

PLC技术为微型计算机可编程控制技术，主要应用在现代化的工业生产控制当中，起到的主要作用为对以往的继电器以及继电器控制工作进行了替换。对于PLC技术的应用，最大的优势在于稳定、安全以及可靠[1]。此外，还可有效防御外界带来的一些不良影响。在实际操作当中，非常方便并且快捷，对其的使用，在现代化的工业生产当中具有非常广阔的发展前景。

在PLC系统当中，主要包含了几个重要的构成部分：接口扩展、接口输出、接口输入、电源模块和中央处理设备等[2]。不同的组成之间，可利用数据总线以及电源总线等实施连接，以便根据控制对象的不同，提供不同的PLC系统类型。根据相关的结构，可对PLC系统进行划分，提供两种不同的模式。其一为模块式，其构成的部分包括CPU、电源、机架以及IO模块；另一种为固定式，其中包括了CPU、显示面板、内存块以及IO板。

1.2 PLC技术的工作原理

PLC技术的工作流程有：输入采样、执行阶段和输出刷新。在输入采样阶段当中，是PLC技术当中最基本的环节，对PLC的控制效率产生了十分重要的影响作用。①PLC技术在输入采样阶段，扫描所有输人端点，并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中，利用扫描的形式对数据进行获取，并将相关的数据传输到对应的系统单元当中；②在执行阶段。将相关的数据采样工作完成之后，PLC技术可依据数据对用户的程度进行相应的扫描，利用相关的计算程序，可得到相应的逻辑结果，并使逻辑结构能够在计算机系统当中实施刷新。在具体执行的过程中，要明确采样的数据不会发生任何的变化，以便实现控制系统的目的；③输出刷新。在输出刷新的过程当中，要依据其中的映像寄存器数据，将控制结果进行输出和存储，利用输出的电流实现可有效对设备进行控制。此外，其中的工作流程如图1所示。

2 PLC故障处理

一般查找故障按下列步骤进行：

图1 PLC技术工作流程简图

PLC在输出被激励处会产生停止的情况，一般会出现在中间的状态，可对下一步骤的操作信号实施检查[3]。编程设备会显示信号的开闭状态。将输入模块的LED指示作为参照，与编程设备的显示状态进行比较，如果输入的信号与结果存在不符合的情况，需要切换到输入模块。

在扩展框架当中，有很多的模块需要进行更换，在对模块进行更换之前，需要先对I/O扩展电缆及其连接的情况实施检查。在输入状态匹配输入模块的LED指示，对于输入装置和LED的状态进行比对。如果两者之间存在巨大的差异，在测量输入模块存在一些问题时，要I/O装置换掉，在现场连接电源以及线路。

在信号为线圈时，没有输出抑或输出线圈态存在一定的差异。应用编程设备，可对输出驱动逻辑进行全面的检查，并对其中的程序清单进行检查。其中，需要依照从左到右的顺序实施检查，将无连接的触点找出来。如果接触的触点不同，便是输入，应用二三的步骤，检查这一接入点；如果为线圈，需要进行四、五步的检查，确保主控继电器步对逻辑操作产生影响[4]。在定时器为信号时，停留的非零值小于999.9，换掉cup模块。在这种信号对一个计数器进行控制的过程中，会依次对控制复位的逻辑与计数器信号进行检查。其中，具体的流程图如图2所示。

图2 PLC处理故障流程图

3 矿山电气中PLC控制技术的实际应用

3.1 矿山提升机PLC技术的应用

在矿山提升系统当中，电气控制系统非常复杂。在信息技术不断创新和高度发展的前提下，PLC系统已经涉及到了煤矿领域[5]。通常情况下，应用PLC技术可对提升控制系统进行改造，其中的技术包含了以下几个过程：

（1）在对提升机控制系统进行改造的过程中，可将之前系统当中的机械和主电机进行保留。这样确保提升机系统在改造的过程中能够正常进行应用。应用多路插头，可对新系统与旧系统之间进行转换，这样可实现可对制动润滑油泵的控制进行提升。改造过程中，要按原来的提升控制参数设置好PLC各元件的数值。在相关的改造工作结束之后，还要对新系统进行调试，以保证改造后能满足提升安全的要求。应用旧系统运行的形式对新系统的正常运行进行保障，使其能够与工作的需求相符合。

（2）PLC技术，还可在提升改造的过程中进行应用，这在某种程度上对安装和调试工作造成了很大的影响。其中，需要安排专门的技术维护人员，以便对安装效果进行整体控制，使提升机在改造的过程中的安装与调试能够十分顺利。在具体安装的过程中，需要对其中的每个系统进行详细的检测，这样将新系统的调试时间进行缩短。利用对新系统实施在线测试，可重新进行校对和检测传感设备，以便可以获取测量的参数，并将系统之间的匹配程度进行提升。

3.2 矿山井下风门中PLC技术的应用

一般风门的两端空气压力值存在很大的不同，需要借助外界的压力，这样才能十分顺利的将风门进行开启[6]。为了防止产生该项问题，需要利用气缸转动产生的带动作用，对风门进行开启。应用小风窗，可对风门两端产生的气压问题进行相应的处理，帮助开启风门。开启和关闭风门，都需要利用PLC系统，将其中的控制信号发送给风门，并借助电磁阀产生的带动，将电磁阀的方向进行改变、以带动油缸活塞的形式简化风门进行开启和关闭。如果在对风门进行开启的过程中，风门转动的角度达到90°，PLC发出信号，风门不再继续开启，需要先让行人和车辆先通过。风门关闭时，也由PLC进行控制。

3.3 矿山选矿工艺上PLC技术的应用

在选矿的过程中，磨矿分级是十分关键的一部分，矿山选矿当中，一个十分关键的环节便是磨矿分级作业。在该项步骤当中作业会对选矿工艺的生产成本以及指标能耗产生较大的影响。对于合理方式的应用，自动控制磨矿分级具有非常强的有效开挖磨矿分级作业潜力。功率变送设备可作为磨矿自动控制系统的重要载体，系统的检查磨机充填率，这样，便可以有效开展系统自动校正以及诊断工作，根据电流分级返砂比的最终监测结果，可针对磨机状态进行调整，获取精准的数据。

4 结束语

总之，在矿山中，对于PLC控制系统的应用越来越普遍，极大的提升了生产与管理的效率，简化了工作，缓解了工作强度等。对于该项技术的应用，还可控制矿产企业的各项财务费用，提升市场竞争力，降低风险，产生良好的经济效益。

[1]高世鹰，赵亚军.PLC控制技术在矿山电气控制中的应用[J].无线互联科技，2013（12）：136.

[2]杜娟.PLC控制技术在矿山电气设备中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2015（11）：95～96.

[3]李明子.矿山电气中 PLC 控制技术的应用[J].硅谷，2014（23）：88.

[4]黄俊亮.浅析矿山电气中PLC控制技术的实际运用[J].科技创新与应用，2015（29）：150.

[5]邵键洲.矿山电气中PLC控制技术的实际运用[J].技术与市场，2015（6）：213～214.

[6]王羽.PLC控制技术在矿山电气控制中的应用[J].现代国企研究，2017（12）.