浅谈煤矿机电控制中的PLC技术

掌握PLC技术工作原理及其在煤矿机电系统中的工作方式，了解其快速收集信息，进行逻辑运算，从而反映执行命令工作程序，更好的将PLC技术运用于煤矿电设备控制系统。通过分析PLC技术在煤矿提升机、井下风门及绞车中的应用，总结该技术在煤矿机电系统中的利弊，探讨提高煤矿机电设备PLC控制系统稳定运行的措施，从而更好地应用PLC技术，提高煤矿机电系统的效率，促进煤矿产业的发展。

PLC控制系统就是一种利用计算机控制技术来对机械设备进行控制的工业控制系统，它是一个可编制程序的存贮器，可以在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等操作指令，然后通过数字式或模拟式的输入或输出控制各种类型的机械或生产过程。

1PLC技术分析

进入信息时代以来，计算机技术飞速发展，越来越多的领域开始利用计算机技术来辅助生产，提高工作效率，提升安全性能，减少能源消耗，其中，最显著的体现就是在工业领域中的应用，集运算、计时、计数等操作命令于一体的PLC技术取代了传统的继电器控制技术，提高了系统的性能，整个工作过程变得高、快、准，PLC技术还具有高稳定性、操作简便的特点。

2PLC技术的工作原理分析

PLC技术基于计算机技术，通过编程，利用自动控制来完成任务处理。首先收集外部数据信息，然后进行逻辑运算，最后将运算结果输出，设备得到指令后再进行相应的处理。整个过程仅有输入、执行、输出三个环节，系统的简便而高效极大地减少了人力，节约了工作时间，提高了工作效率。

2.1输入采样分析

输入采样环节是系统最为基础也最为重要的环节，第一步，PLC对输入接口进行全盘扫描，扫描出的数据被记录并存储于I/0映像存储区内，紧接着对数据进行分析处理。这个环节内，所有数据均保持独立性，不受外界操作的干扰。

2.2程序执行过程分析

程序执行过程是一个进行运算的过程，按照上下左右的既定顺序扫描程序并进行运算，运算结果记录于计算机之中。因运行是循环过程，所以在每个循环中所输入的数据必须保持一致，避免系统因信息错误而产生问题。

2.3输出刷新过程分析

输出刷新过程是PLC技术的最后一个环节，这一过程主要是执行最后的指令，根据这个指令对操作系统进行调整，维护机电设备。

3PLC技术在煤矿机电设备控制系统中的运用分析

PLC技术操作简单、速度快、自动化程度高，能及时的掌握各个子系统的运行状态，及时预警达到调控的效果。例如实时监测系统的温度、记录绞车系统的速度，将记录的数据与设定数据进行比对，一旦出现异常数据，PLC监控系统便会自动发出异常预警，通知工作人员及时处理，提高了系统的安全性，减少了设备维护的人力、财力及时间。此外，监控系统还能保存所有预警数据，为以后的系统维护提供数据支持。但要注意的是，PLC监控主站系统需要与煤矿机电系统保持一致，这样才能保证数据的一致性和准确性；监测系统传感器的分布保证能和每一个电气设备得到有效对接，提高预警的时效性。接下来将从煤矿提升机、井下风门、绞车三个系统对PLC技术应用做简要分析。

3.1在煤矿提升机中应用分析

矿井提升机是矿井生产设备的核心，矿井内部情况复杂，矿井提升机在工作时要克服矿井内部高温、潮湿、高粉尘等复杂的外界环境，还需要处理高低压、闸瓦磨损、液压不足等自身设备问题。用PLC设计矿井提升机控制系统，以传感器系统的数据为基础，监测分析提升机状态，将监测数据及时传送到中央控制中心进行程序处理，控制提升机速度，显示提升机深度和故障。通过对矿井提升机尽可能完善的设计，及时避免或预警意外情况，减少运输过程带来的危害和损失，保护矿区生产的安全。

3.2在煤矿井下风门中应用分析

风门可以说是一条生命通道，矿井内的易爆及污染气体通过风门与外界新鲜空气进行交换，以保证矿井内工作人员的生命安全。在PLC技术应用以前，井下风门主要由人力来控制、调节，受内外压力差影响，井下风门的控制较难，危险系数高，而且还可能损坏风门。PLC控制系统则可以自动监测，通过红外线传感控制器监测通道情况，当有车辆通过时，通过传感设备向风门终端发出信号，系统自动打开风门，工作效率有效提高。自PLC控制系统进入矿井以来，风门控制的安全性得以提升，风门的使用寿命得到提高，节约了人力、物力。PLC控制系统在井下风门还有另一项重要功能，就是监测井下的空气质量，当监测到井下易爆或有害气体含量过高时，就会启动预警装置，自动调节风门情况，提高井下作业的安全性。

3.3在煤矿绞车中应用分析

PLC技术在绞车系统中主要是通过控制绞车的运行方向及运行速度来维护整个绞车系统。在运行方向上，在绞车开关开启的情况下，记录单位时间内触碰开关的次数。设定固定的时间间隔，记录在该段时间内触碰开关的次数，得到频率，PLC系统经过数据分析输出相应速度，控制运行速率。以5s为例，开关发生两次变化，当一个记录设备受另一个记录设备控制时，绞车上部触碰开关，产生向上的力将绞车向上推起。如果开关仅发生一次变化，绞车下部触碰开关，产生向下的力使得绞车向下移动。此外，PLC的预警系统还会在设备超负荷工作时，发出预警信号，通知工作人员快速解决，避免事故的发生。

4提高煤矿机电设备

PLC控制系统稳定运行的措施在煤矿机电设备中运用PLC技术，控制系统得到优化，减少了故障出现频率。其简单的操作流程，强大的工作性能和安全性能，以及安全的硬件配置得到我国绝大多数煤矿企业的青睐，但在实际运行过程中，还应注意在合适的工作环境中采用正确的操作方式，才能达到PLC控制系统稳定运行的效果。

4.1正确的接地方式

良好的接地是PLC控制系统顺利、安全工作的重要条件之一，安装PLC系统时，PLC的接地应满足以下条件：首先，PLC的接地线不易太长，尽量的让PLC靠近接地点。为了避免干扰，PLC一般单独接地接地电阻应保持在100欧姆以内，接地线截面积2平方毫米以上。

4.2合适的工作环境

一是PLC对环境的温度有一定要求，一般环境下，PLC所能承受的温度位于0到55摄氏度之间，因此要特别注意其安装位置，避免安装在高温元件之上，避免阳光直射，尽量远离安装有暖气、加热器及各种大功率电器的场所。此外，还要注意PLC安装的位置，周围应有足够的空间散热，安装透风性较好的窗子，如果透风性不强，还应安装散热扇帮助其通风散热，以保证PLC控制端处于合适的温度范围内。二是湿度对PLC控制端有一定影响，如果湿度过大，会影响PLC的绝缘性能，影响控制端记录的数据的准确度，因此其应安装在相对而言较干燥的地方。三是对周围环境清洁程度对PLC有影响，如若安装位置有大量的腐蚀性气体或污染物，可能会导致部件或线路腐蚀，影响PLC的正常工作。如果安装在这类环境中，在其他条件都允许的情况下，应将其安装在一个密闭的空间中，使其远离污染物，提高其使用寿命。四是尽量避免接触震动或冲击力较大地带，如果需要，采取相应措施以减轻震动。五是远离电磁场、高频仪器等强干扰源，以保证系统记录数据的准确性。

4.3软件的有效配合

PLC的干扰因素很多，有时我们所采取的物理方式并不能完全避免这些因素的干扰，为了保证系统运行的稳定，还可以结合软件设施提高系统的抗干扰性能，保障其运行。其一是消除开关量输入信号抖动，PLC控制系统处于一种高速运转的状态，部分开关可能受外部环境的干扰，接收信号时出现上下波动的情况。原因在于，传统的继电器系统运行速度较慢，一般不会受外界的影响，但PLC控制系统高速运转，其扫描周期远低于继电器扫描周期，极易扫描到干扰信号，这些干扰信号被记录下来，形成错误的指令，造成系统及其他设备的运行故障。因此，必须采取相应措施来减少这些错误信号的干扰。由于PLC技术是依靠微型计算机来工作的，其自身有着强大自我监测和自我诊断功能，通过在系统中输入自我诊断程序，在出现故障时利用自我诊断程序快速有效的找出故障原因及地点，快速解决问题，提高解决效率，节约故障排查时间，减少因故障而酿成的事故的发生。其二是通过记录时间，进行超时监测，快速发现故障，排除故障，保证系统的有效运行。一般情况下，各个部件运行的时间都是固定的，如一程序的某一环节运行超过了预定时间，预警系统就会发出预警信号。那么，这一环节可能出现了故障，通过这一方式快速有效的掌握故障位置。其三是检测逻辑错误，因为各个环节都是按照一定的顺序来运行的，如果发现逻辑异常，那么就可以断定系统发生故障。通过硬件和软件的有效配合，保证各个环节的正常运行，可以有效的减少因故障出现的安全事故，提高系统运行效率。

5结论

信息技术的飞速发展，使得越来越多的高新技术进入到各行各业中，各行各业也积极引进应用这些技术，极大地提高了工作效率，提高了行业的安全性。煤矿领域PLC技术的应用，虽然说其前期投入可能较大，但PLC技术的高性能、易操作性、齐全的硬件设施以及简单的后期维修也意味着较少的后期投入，无论是经济效益还是社会效益都是较高的。PLC技术具有强大的功能，其发展是符合行业发展规律的，但在应用PLC技术时也应注意PLC所适应的各项条件，结合实际情况，合理的加以应用，从而发挥出PLC技术的效用，切实提升电气自动控制系统的工作效率，从而促进煤矿企业更好、更快的发展。