PLC技术在矿山机械设备质量控制的应用

摘要：当前在科学技术水平不断快速提升的背景下，工业生产面临着越来越高的要求，对矿山开采而言，作为整个社会经济建设的基础，其中各种机械设备事发后能够保持稳定、安全的运转状态极为重要。因此，必须做好矿山机械设备控制，且要在其中融入更先进的控制技术。PLC目前是非常先进且应用广泛控制技术，而且还在不断改进，将这项技术与矿山机械设备相结合，不仅可实现各类设备的自动化控制，而且能够显著提升运行效率和稳定性，并在控制的同时对设备实施监控，从而获取设备当前的运行状态数据，判断设备是否存在故障。因此应正确看待PLC技术，将其作用充分发挥，以此推动我国矿山开采的良好发展。基于此，本文简要阐述了PLC技术在矿山机械设备控制中的应用。

关键词：PLC技术；矿山机械设备；控制；应用

随着社会经济建设的不断发展，对各类自然资源的需求也越来越高，而矿山开采是满足资源需求的主要途径，因此我国对矿山开采也极为重视，并做了大量研究，极大地推动了我国矿山开采技术水平的提升。当前的矿山开采正在朝着自动化和智能化的方向发展，PLC技术在其中发挥着重要作用，为我国经济的快速发展提供了强大动力。因此，为了及一步加深对PLC技术的应用，促进矿山开采在新时期的良好发展，非常有必要对此进行分析。

1PLC技术简述

PLC全称为ProgrammableLogicController（可编程逻辑控制器），是一种应用在工业环境中的数字运算操作电子系统。PLC技术取代了传统继电器控制，通过逻辑控制令控制能力得到了显著提升，PLC系统中拥有可编程的存储器，能够存储运算、顺序控制、定时、计算等操作指令，然后将这些指令向对应设备输出，从而便可实现对设备的自动化控制。在现代化的工业生产中，PLC技术的各项功能可集成到微型计算机，然后控制生产过程，其优势是可靠性、抗干扰性都非常高，而且可进行设备自检，根据设备当前的运行状态判断是否存在故障，然后给出解决方案[1]。而且PLC技术的应用非常便利，不仅拥有简单的技术编程，而且可长时间稳定运行。当前PLC控制系统以梯形图为主要编程模式，依据这种编程模式设计的控制方案便于使用，对人员要求较低，而且占用空间非常小、可随时拆卸，具有灵活的连接方式和非常完善的功能，因此适用性比较强，在很多场景的机械设备控制中都可进行应用。PLC技术编程方式可适用的电子设备较多，比如计时器、继电器、计数器等，内部控制系统中逻辑功能的实现主要依赖内存以及程序编制，然后结合输出设备、外部装置等控制实体机械设备。另外，应用PLC技术不仅可令准确度、安全性等都得到显著提升，而且对系统空间的占用也非常小，全部结构如表1所示，组合式的PLC结构有CPU模块、电源模块、I/0模块、内存模块、机架等，固定式的PLC结构有CPU板、电源、I/0板、现实面板、内存模块等，无论哪一种结构都非常简单，而且可在很小的空间内集成。

2PLC技术在矿山机械设备控制中应用

2.1在矿山开采自动化控制中应用PLC技术

在矿山机械设备的控制中应用PLC技术，一方面可充分保障各类机械设备的稳定运行，另一方面也能够开展自动化和智能化运行，这样不仅各类大型机械设备的自动化控制得以实现，而且不需要在机械设备的控制中投入过多人工成本。在传统的矿山机械设备控制中，通常都需要人力去控制那些大型阀门，虽然也有良好的控制效果，但人为风险无法有效控制，另外人为控制很难及时发现各类机械设备的异常故障，以至于一旦机械设备发生故障时就比较严重，还容易引发安全事故。利用PLC技术控制各种机械设备即可有效避免发生这种情况，机械而设备的使用寿命明显延长。因此，PLC技术在矿山生产中的作用极为重要，应结合各类型机械设备灵活应用[2]。

2.2在矿山提升机控制中应用PLC技术

矿山提升机是矿山开采中极为重要的一种机械设备，其是否能稳定地运行不仅直接影响一线工作人员的生命安全，而且提升机的耗能非常大，因此通过应用PLC技术对矿山提升加以优化，使其在发挥作用的同时保持低能耗运行十分必要。传统矿山提升机控制使用的是继电器，虽然也拥有良好的控制效果，但安全性、节能性等都无法和PLC技术相比。利用PLC技术控制矿山提升机，可通过提前编辑的程序语言实施自动化控制，一方面可显著提升矿山提升机的各方面性能，而且能够有效减轻能源浪费[3]。其控制原理如图1所示，通过旋转编码器、主令控制器、接地开关等输入控制请求指令，然后由PLC接受指令，并向电动机、液压器等输出控制指令，同时在显示面板上给出提升次数、速度、深度、故障声光显示、光标深度指示等信息，可在实施控制的同时对矿山提升机进行监控，同时保证了控制效果和安全性。

2.3在皮带运输机控制中应用

PLC技术如图2所示，该图为某煤矿企业在PLC技术基础上建立的皮带运输系统，该系统具有多级长皮带、称重、变频器、PLC、调速节能系统、HUB、速度检测等装置，运行过程中煤炭在经过皮带时可进行称重，然后向HUB和PLC传输重量信号，PLC根据重量信号向调速节能系统输出控制信号后再反馈给PLC，接下来再由PLC向各级皮带运输机的变频器输出控制信号，最后便可实现对皮带运输机的节能控制，完成运输任务的同时减少了不必要的能源消耗。

2.4在风门开关控制中应用PLC技术

当前在矿山开采中的风门开关控制通常都由人工执行，风门在开关过程中具有较大负压，因此需要通过非常大的操作力才能完成控制，令风门的开启和关闭变得非常繁琐，而且严重增加了人工压力。另外，通过人工控制风门开关也不利于设备维护，有可能会造成损坏[4]。针对这种情况，应在风门开关控制中应用PLC技术，根据风门的结构特征，在使用PLC技术过程中配合远红外传感器，然后对车辆状态进行监控，并且通过远红外传感PLC发出控制请求，然后由PLC输出控制指令，接下来就可以实现风门开关的自动化控制。一方面保证了有效控制，另一方面也保护了人员和车辆安全，更重要的是不需要投入过多人工成本。通过PLC控制风门开关，要采用正确的控制顺序，先控制窗口的开启，然后再控制风门。风门窗口的作用是平衡风门两侧压力，这是因为风门在开启过程中的压力非常大，导致需要采用非常大的操作力才能完成开启操作，因此为了便于开启，通常都需要在风门上设置窗口，然后先开启风门窗口缩小两侧压力差，当压力降到能够轻松打开风门后再控制风门开启，这样相关控制机构的操作力就可明显减轻，有利于延长设备使用寿命。其控制过程如下：首先会由远红外传感器输出控制请求，并由PLC输出信号，信号经过总线传输到双控电磁阀，双控电磁阀接收到控制信号以后会打开阀门内部的供气装置，然后推动风门的行走部分向外移动，这样就可以将风门的窗口顺利打开，成功打开以后风门两侧的风压会迅速降低，同时当窗口开启角度达到30°时会被锁住，然后保持当前的开启状态，此时风门的走支点可以在气压的推动下继续移动，接下来风门将会被开启，由此便完成了一次对风门的开启控制[5]。风门开启到90°时需要停止，这一控制过程中利用的是限位开关控制器，即可以向PLC传输停止控制信号，然后PLC就会停止对风门的开启控制，车辆和行人通过以后再向PLC传输控制风门关闭的信号，然后传输控制信号，此时双控电磁阀开始反向动作，最后完成关闭控制。

2.5在空气压缩机群组监控中应用PLC技术

PLC作为空气压缩机群组监控系统的核心，可以有效规避很多传统控制中的缺陷。比如在传统的工控机或者单片机控制中，空气压缩机的抗干扰能力和测试准确性都存在一定问题，PLC控制不仅可以有效解决这些问题，同时还可以在控制过程中对空气压缩机进行安全保护。作为矿山开采中不可缺少的关键设备，当前我国在空气压缩机控制中还在普遍使用继电器，这种控制技术在安全保护水平方面并不是特别理想，而且具有较高的故障率，也不便于维护，不能完全满足空气压缩机安全可靠运行的需求[6]。空气压缩机群组监控系统是一种新开发的技术，其中拥有温度传感器、压力传感器、断水装置等多种构成，可以实时采集信号，并将信号向PLC传输，PLC在接收到信号以后经过分析处理，可将信号转换为可视状态并传输到显示设备上，这样就可以在显示设备实时监控空气压缩机的工作状态，同时利用显示设备上的控制按钮对空气压缩机实时控制，由此便实现了在线监控和控制。

3结语

综上所述，现代经济的发展带动了矿山开采的快速发展，同时也对矿山开采提出了更高要求。当前作为矿山企业，在这样的背景下应明确相关要求，积极开发和应用新技术，以此提升矿山开采效率和安全性。当前应加强对PLC技术的应用，促进PLC技术和各类矿山机械设备的深度融合，使矿山开采能够在新的时期保持可持续发展，也为国家经济建设提供源源不断的动力。

参考文献：

[1]孙灏.PLC技术在煤矿设备自动控制系统中的应用研究[J].科技创新与应用，2021,11(25):37-38.

[2]李武斌.PLC在矿山机电设备中的应用研究[J].江西化工，2019,9(03):5-27.

[3]李武斌.PLC在矿山机电设备中的应用研究[J].内蒙古石油化工，2019,17(06):65-66.

[4]底伟.矿山电气设备中PLC控制技术的应用分析[J].河北农机，2020,21(03):102-103.

[5]杨永霞.矿山电气中PLC控制技术的运用探究[C]//建筑科技与管理学术交流会论文集，2019.

[6]马海军，王振佳，雷久刚.电气设备自动化控制中PLC技术的运用[J].数码世界，2019,3(05):156.

作者：智强 单位：晋能控股煤业集团地煤公司姜家湾煤矿