淺談煤礦機(jī)電控制中的PLC技術(shù)

緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的1篇淺談煤礦機(jī)電控制中的PLC技術(shù)范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

掌握PLC技術(shù)工作原理及其在煤礦機(jī)電系統(tǒng)中的工作方式，了解其快速收集信息，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，從而反映執(zhí)行命令工作程序，更好的將PLC技術(shù)運(yùn)用于煤礦電設(shè)備控制系統(tǒng)。通過(guò)分析PLC技術(shù)在煤礦提升機(jī)、井下風(fēng)門及絞車中的應(yīng)用，總結(jié)該技術(shù)在煤礦機(jī)電系統(tǒng)中的利弊，探討提高煤礦機(jī)電設(shè)備plc控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的措施，從而更好地應(yīng)用PLC技術(shù)，提高煤礦機(jī)電系統(tǒng)的效率，促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

PLC控制系統(tǒng)就是一種利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制的工業(yè)控制系統(tǒng)，它是一個(gè)可編制程序的存貯器，可以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作指令，然后通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

1PLC技術(shù)分析

進(jìn)入信息時(shí)代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，越來(lái)越多的領(lǐng)域開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)輔助生產(chǎn)，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(xiàn)就是在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，集運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等操作命令于一體的PLC技術(shù)取代了傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)，提高了系統(tǒng)的性能，整個(gè)工作過(guò)程變得高、快、準(zhǔn)，PLC技術(shù)還具有高穩(wěn)定性、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。

2PLC技術(shù)的工作原理分析

PLC技術(shù)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)編程，利用自動(dòng)控制來(lái)完成任務(wù)處理。首先收集外部數(shù)據(jù)信息，然后進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最后將運(yùn)算結(jié)果輸出，設(shè)備得到指令后再進(jìn)行相應(yīng)的處理。整個(gè)過(guò)程僅有輸入、執(zhí)行、輸出三個(gè)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的簡(jiǎn)便而高效極大地減少了人力，節(jié)約了工作時(shí)間，提高了工作效率。

2.1輸入采樣分析

輸入采樣環(huán)節(jié)是系統(tǒng)最為基礎(chǔ)也最為重要的環(huán)節(jié)，第一步，PLC對(duì)輸入接口進(jìn)行全盤掃描，掃描出的數(shù)據(jù)被記錄并存儲(chǔ)于I/0映像存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，緊接著對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。這個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)，所有數(shù)據(jù)均保持獨(dú)立性，不受外界操作的干擾。

2.2程序執(zhí)行過(guò)程分析

程序執(zhí)行過(guò)程是一個(gè)進(jìn)行運(yùn)算的過(guò)程，按照上下左右的既定順序掃描程序并進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果記錄于計(jì)算機(jī)之中。因運(yùn)行是循環(huán)過(guò)程，所以在每個(gè)循環(huán)中所輸入的數(shù)據(jù)必須保持一致，避免系統(tǒng)因信息錯(cuò)誤而產(chǎn)生問(wèn)題。

2.3輸出刷新過(guò)程分析

輸出刷新過(guò)程是PLC技術(shù)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，這一過(guò)程主要是執(zhí)行最后的指令，根據(jù)這個(gè)指令對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，維護(hù)機(jī)電設(shè)備。

3PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)中的運(yùn)用分析

PLC技術(shù)操作簡(jiǎn)單、速度快、自動(dòng)化程度高，能及時(shí)的掌握各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)預(yù)警達(dá)到調(diào)控的效果。例如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的溫度、記錄絞車系統(tǒng)的速度，將記錄的數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，一旦出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，PLC監(jiān)控系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)發(fā)出異常預(yù)警，通知工作人員及時(shí)處理，提高了系統(tǒng)的安全性，減少了設(shè)備維護(hù)的人力、財(cái)力及時(shí)間。此外，監(jiān)控系統(tǒng)還能保存所有預(yù)警數(shù)據(jù)，為以后的系統(tǒng)維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。但要注意的是，PLC監(jiān)控主站系統(tǒng)需要與煤礦機(jī)電系統(tǒng)保持一致，這樣才能保證數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器的分布保證能和每一個(gè)電氣設(shè)備得到有效對(duì)接，提高預(yù)警的時(shí)效性。接下來(lái)將從煤礦提升機(jī)、井下風(fēng)門、絞車三個(gè)系統(tǒng)對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用做簡(jiǎn)要分析。

3.1在煤礦提升機(jī)中應(yīng)用分析

礦井提升機(jī)是礦井生產(chǎn)設(shè)備的核心，礦井內(nèi)部情況復(fù)雜，礦井提升機(jī)在工作時(shí)要克服礦井內(nèi)部高溫、潮濕、高粉塵等復(fù)雜的外界環(huán)境，還需要處理高低壓、閘瓦磨損、液壓不足等自身設(shè)備問(wèn)題。用PLC設(shè)計(jì)礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)，以傳感器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，監(jiān)測(cè)分析提升機(jī)狀態(tài)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到中央控制中心進(jìn)行程序處理，控制提升機(jī)速度，顯示提升機(jī)深度和故障。通過(guò)對(duì)礦井提升機(jī)盡可能完善的設(shè)計(jì)，及時(shí)避免或預(yù)警意外情況，減少運(yùn)輸過(guò)程帶來(lái)的危害和損失，保護(hù)礦區(qū)生產(chǎn)的安全。

3.2在煤礦井下風(fēng)門中應(yīng)用分析

風(fēng)門可以說(shuō)是一條生命通道，礦井內(nèi)的易爆及污染氣體通過(guò)風(fēng)門與外界新鮮空氣進(jìn)行交換，以保證礦井內(nèi)工作人員的生命安全。在PLC技術(shù)應(yīng)用以前，井下風(fēng)門主要由人力來(lái)控制、調(diào)節(jié)，受內(nèi)外壓力差影響，井下風(fēng)門的控制較難，危險(xiǎn)系數(shù)高，而且還可能損壞風(fēng)門。PLC控制系統(tǒng)則可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)，通過(guò)紅外線傳感控制器監(jiān)測(cè)通道情況，當(dāng)有車輛通過(guò)時(shí)，通過(guò)傳感設(shè)備向風(fēng)門終端發(fā)出信號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)風(fēng)門，工作效率有效提高。自PLC控制系統(tǒng)進(jìn)入礦井以來(lái)，風(fēng)門控制的安全性得以提升，風(fēng)門的使用壽命得到提高，節(jié)約了人力、物力。PLC控制系統(tǒng)在井下風(fēng)門還有另一項(xiàng)重要功能，就是監(jiān)測(cè)井下的空氣質(zhì)量，當(dāng)監(jiān)測(cè)到井下易爆或有害氣體含量過(guò)高時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)預(yù)警裝置，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門情況，提高井下作業(yè)的安全性。

3.3在煤礦絞車中應(yīng)用分析

PLC技術(shù)在絞車系統(tǒng)中主要是通過(guò)控制絞車的運(yùn)行方向及運(yùn)行速度來(lái)維護(hù)整個(gè)絞車系統(tǒng)。在運(yùn)行方向上，在絞車開(kāi)關(guān)開(kāi)啟的情況下，記錄單位時(shí)間內(nèi)觸碰開(kāi)關(guān)的次數(shù)。設(shè)定固定的時(shí)間間隔，記錄在該段時(shí)間內(nèi)觸碰開(kāi)關(guān)的次數(shù)，得到頻率，PLC系統(tǒng)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析輸出相應(yīng)速度，控制運(yùn)行速率。以5s為例，開(kāi)關(guān)發(fā)生兩次變化，當(dāng)一個(gè)記錄設(shè)備受另一個(gè)記錄設(shè)備控制時(shí)，絞車上部觸碰開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生向上的力將絞車向上推起。如果開(kāi)關(guān)僅發(fā)生一次變化，絞車下部觸碰開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生向下的力使得絞車向下移動(dòng)。此外，PLC的預(yù)警系統(tǒng)還會(huì)在設(shè)備超負(fù)荷工作時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，通知工作人員快速解決，避免事故的發(fā)生。

4提高煤礦機(jī)電設(shè)備

PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的措施在煤礦機(jī)電設(shè)備中運(yùn)用PLC技術(shù)，控制系統(tǒng)得到優(yōu)化，減少了故障出現(xiàn)頻率。其簡(jiǎn)單的操作流程，強(qiáng)大的工作性能和安全性能，以及安全的硬件配置得到我國(guó)絕大多數(shù)煤礦企業(yè)的青睞，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，還應(yīng)注意在合適的工作環(huán)境中采用正確的操作方式，才能達(dá)到PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的效果。

4.1正確的接地方式

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

4.2合適的工作環(huán)境

一是PLC對(duì)環(huán)境的溫度有一定要求，一般環(huán)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(yáng)光直射，盡量遠(yuǎn)離安裝有暖氣、加熱器及各種大功率電器的場(chǎng)所。此外，還要注意PLC安裝的位置，周圍應(yīng)有足夠的空間散熱，安裝透風(fēng)性較好的窗子，如果透風(fēng)性不強(qiáng)，還應(yīng)安裝散熱扇幫助其通風(fēng)散熱，以保證PLC控制端處于合適的溫度范圍內(nèi)。二是濕度對(duì)PLC控制端有一定影響，如果濕度過(guò)大，會(huì)影響PLC的絕緣性能，影響控制端記錄的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，因此其應(yīng)安裝在相對(duì)而言較干燥的地方。三是對(duì)周圍環(huán)境清潔程度對(duì)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(huì)導(dǎo)致部件或線路腐蝕，影響PLC的正常工作。如果安裝在這類環(huán)境中，在其他條件都允許的情況下，應(yīng)將其安裝在一個(gè)密閉的空間中，使其遠(yuǎn)離污染物，提高其使用壽命。四是盡量避免接觸震動(dòng)或沖擊力較大地帶，如果需要，采取相應(yīng)措施以減輕震動(dòng)。五是遠(yuǎn)離電磁場(chǎng)、高頻儀器等強(qiáng)干擾源，以保證系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4.3軟件的有效配合

PLC的干擾因素很多，有時(shí)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(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，還可以結(jié)合軟件設(shè)施提高系統(tǒng)的抗干擾性能，保障其運(yùn)行。其一是消除開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)抖動(dòng)，PLC控制系統(tǒng)處于一種高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，部分開(kāi)關(guān)可能受外部環(huán)境的干擾，接收信號(hào)時(shí)出現(xiàn)上下波動(dòng)的情況。原因在于，傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)運(yùn)行速度較慢，一般不會(huì)受外界的影響，但PLC控制系統(tǒng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，其掃描周期遠(yuǎn)低于繼電器掃描周期，極易掃描到干擾信號(hào)，這些干擾信號(hào)被記錄下來(lái)，形成錯(cuò)誤的指令，造成系統(tǒng)及其他設(shè)備的運(yùn)行故障。因此，必須采取相應(yīng)措施來(lái)減少這些錯(cuò)誤信號(hào)的干擾。由于PLC技術(shù)是依靠微型計(jì)算機(jī)來(lái)工作的，其自身有著強(qiáng)大自我監(jiān)測(cè)和自我診斷功能，通過(guò)在系統(tǒng)中輸入自我診斷程序，在出現(xiàn)故障時(shí)利用自我診斷程序快速有效的找出故障原因及地點(diǎn)，快速解決問(wèn)題，提高解決效率，節(jié)約故障排查時(shí)間，減少因故障而釀成的事故的發(fā)生。其二是通過(guò)記錄時(shí)間，進(jìn)行超時(shí)監(jiān)測(cè)，快速發(fā)現(xiàn)故障，排除故障，保證系統(tǒng)的有效運(yùn)行。一般情況下，各個(gè)部件運(yùn)行的時(shí)間都是固定的，如一程序的某一環(huán)節(jié)運(yùn)行超過(guò)了預(yù)定時(shí)間，預(yù)警系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。那么，這一環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)了故障，通過(guò)這一方式快速有效的掌握故障位置。其三是檢測(cè)邏輯錯(cuò)誤，因?yàn)楦鱾€(gè)環(huán)節(jié)都是按照一定的順序來(lái)運(yùn)行的，如果發(fā)現(xiàn)邏輯異常，那么就可以斷定系統(tǒng)發(fā)生故障。通過(guò)硬件和軟件的有效配合，保證各個(gè)環(huán)節(jié)的正常運(yùn)行，可以有效的減少因故障出現(xiàn)的安全事故，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

5結(jié)論

信息技術(shù)的飛速發(fā)展，使得越來(lái)越多的高新技術(shù)進(jìn)入到各行各業(yè)中，各行各業(yè)也積極引進(jìn)應(yīng)用這些技術(shù)，極大地提高了工作效率，提高了行業(yè)的安全性。煤礦領(lǐng)域PLC技術(shù)的應(yīng)用，雖然說(shuō)其前期投入可能較大，但PLC技術(shù)的高性能、易操作性、齊全的硬件設(shè)施以及簡(jiǎn)單的后期維修也意味著較少的后期投入，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)效益還是社會(huì)效益都是較高的。PLC技術(shù)具有強(qiáng)大的功能，其發(fā)展是符合行業(yè)發(fā)展規(guī)律的，但在應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)也應(yīng)注意PLC所適應(yīng)的各項(xiàng)條件，結(jié)合實(shí)際情況，合理的加以應(yīng)用，從而發(fā)揮出PLC技術(shù)的效用，切實(shí)提升電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作效率，從而促進(jìn)煤礦企業(yè)更好、更快的發(fā)展。