煤矿机电控制中PLC技术的有效应用.pdf

总第 1 4 6期 2 0 1 5年第 4期 应用 技术 机械管理开发 M ECHANI CAL M ANAGEM ENT AND DEVELoPM ENT To t a l o f 1 4 6 NO ． 4 2 01 5 煤矿机 电控制 中 P L C技术 的有效应 用 张 向龙 大 同煤矿 集 团四 台矿 运销 站 ， 山西 大 同0 3 7 0 0 0 摘 要 煤矿 生 产过程 中，煤矿机 电的运 行状 态至关 重要 。只有 科 学合理 地操 作和 应 用 ，才 可 以确 保 生产 的顺利 进行 和 效率的提 升 。P L C技 术主要 利 用可编 程 的存储 器 ，对 内部 存 储 的指 令 加 以操 作 ， 通 过 对 P L C技 术的 了解 ，掌握 优 点和 工作机 理 ，分析 在 煤 矿机 电控 制 中的应 用 ，以为 相 关领 域 研 究提 供 参考 。 关 键词 煤矿机 电 ； P L C技 术 ； 控 制 ； 有 效 工作 中图分 类号 T D 6 3 文 献标 识码 A 文章 编号 1 0 0 3 ． 7 7 3 X 2 0 1 5 0 4 ． 0 0 6 6 ． 0 2 DoI 1 0 ． 1 6 5 2 5 ／ i ． c n k i ． c n 1 4 1 1 3 4 ／ t h ． 2 0 1 5 ． 0 4 ． 0 2 5 引言 随着经济 的发 展 和社 会 的进 步 ， 我 国 的煤 矿 使用量逐 渐增 多 ， 煤 矿开 采力 度 加大 。为 了保 证 供求平衡 ， 需要加强对煤 矿机 电的控制和 管理 ， 以 保证生产效率 和生产成果 。P L C技术 具有逻辑 运 算 、 自动定时 、 控 制 自动 化 与计 算 的能力 ， 利 用模 拟方 式 ， 保 证 对 煤 矿 机 电 的 控 制 ， 实 现 自动 化 操 作 。通过将 此技 术 应用 到煤 矿机 电控制 中， 能够 在很 大程 度 上提 高生 产效 率 ， 实 现机 电设 备 的有 效管理 ， 促进煤矿事业 的发展 。 1 P L C技 术 概 述 1 ． 1 P L C技术 内涵 P L C P r o g r a m Lo g i c C o n t r o l l e r 技术 主 要 利 用可编程 的存储器 ， 对 内部存储 的指令加 以操作 ， 且利 用 数 字 或 模 拟 输 入 、 输 出保 证 对 生 产 的 控 制[ 】 ] 。具有逻辑运算 、 自动定 时 、 控制 自动化 与计 算 的能力 ， 利 用 模 拟 方 式 ， 保 证 对 煤 矿 机 电 的控 制 ， 实现 自动化操作 。P L C技 术较 高的稳定性 ， 操 作并 不复杂 ， 掌握难度 低 ， 维 护和管 理流程 简单便 收稿 日期 2 0 1 5 0 2 1 7 作 者简 介 张 向龙 1 9 8 2 一 ，男， 山西 大 同人 ，毕 业于山西大同大学煤炭工程学院，所学专业为计算机 及 应用 ， 目前从 事 P L C 自动 化 应 用 方 向 ，助 工 ，现 就 职于 大同煤 矿集 团四台矿运销站 。 捷 ， 是微机技术和机 电接触控制 技术 的组合 体 ， 受 到各 行各业 的关 注并广泛应用 。 1 ． 2 P L C技 术 优 点 1 操作 简 单 方便 。P L C技 术 的操 作 难 度 较 低 ， 对 于操 作人 员 的专 业水 平 要求 不 高 。无 须 任 何改变 ， 即可 对 相关 程 序加 以调 整 。P L C梯形 图 技术依照顺序控制操作 ， 简单且方便 。 2 性能高 ， 成本 低。P L C具有极高 的集成度 ， 所 以仅需具备一定 的外接体 系， 则能够保证多功 能 的实现瞳 ] 。即使 P L C比原来的继 电器贵 ， 但性 能更 加全面和高等 ， 简化 了煤矿机 电设备系统 ， 因此成本 较低 ， 性价 比价 高。P L C可 利 用 网络 进行 信 息 交 流 ， 对于集成系统的构建起 到推动作用 。 3 硬件 配套设 备 完整 。如今 P L C的 硬件 配 套设备 比较完整 ， 较传 统 的技术具有 很大 的优势 ， 方便用户使用 。 4 安全性高 ， 较强抗干扰能力 。P L C技术主要 利用软件 ， 接线较继 电气 控制降低 9 0 甚至 9 9 ， 具有极 高的安全性 。利 用硬件 与软件 形成抗 干 扰 能力 ， 不出现故障的时间超过 1 0 0 0 0 h 。 2 P L C技术工作机理 P L C技术在 投 入到运 行 中时 ， 其工 作 流程 主 要 由 3 个 环节构成 。 1 输入 采样 。此 阶段 ， P L C技术 主要 利用 扫 描 的方 法按照顺 序读 取 数据 和运 行状 况 ， 且 储 存 2 0 1 5年第 4期 张 向龙 煤矿 机电控 制中 P L C技术 的有效应用 在 i ／ o映像 区对应 的 区域 中 。在 采样 完成 时 ， 转 换成 用户 程序执 行过 程 。采 样过 程 中 ， 在输 入 状 态 与数据 出现 变化 时 ， I ／ 0映 像 区 的数 据 并 未 发 生 任何变 化 。 2 程 序 执行 过 程 。P L C在程 序 执 行过 程 中 通 常是依 照 自上 而 下 的方 式 逐 一进 行 扫 描 的 J 。 扫描所有 的梯形 图时 ， 通 常将 扫 描器 左侧 线 路放 在第 一位 ， 依照从 左到右 、 从上 到下方 式进行 逻辑 计 算 ， 并依 照得 出的数 据 ， 更 新 相应 的 区位态 势 。 还可 以更新输 出线 圈的相应 I ／ o 数据 。执 行过程 中在 I ／ 0映像 区中 的输入 点 不会 出现改 变 ， 但是 不在此 区域 内的输 入点会 出现改 变 。位 于较上位 置 的梯 形 图的执行 结果会 对其他 图形 产生一定 的 影响 。然而 ， 位 于较 下 位置 的梯 形 图需要 在 一定 条件下才能对上 面的梯形 图产 生影响 。 3 输出刷新 。前两个环节结束后 ， 操作系统则 会变为输 出刷新模式。此过程 中 ， P L C技 术会集合 全部之前环节的数据和信 息加 以统计 和分 析 ， 并最 后输出所得数据 ， 并用此数据实现对 P L C机 电系统 的整体控制 。如图 1所示的 P L C系统工作机理。 图 1 P LC技 术 工 作 机 理 3 P L C技 术在 煤 矿 机 电控 制 中的 应 用 3 ． 1 P L C技术在煤矿机 电控制体 系内的预案 P L C技术 在 煤 矿 机 电控 制 的 绞 车 中广 泛 应 用 。在应用 过程 中 ， 会 保 证绞 车 之 系列 的机 电运 行参数数值 ， 如运行效 率数值 等 ， 并 且应 对超过 预 定运行速 度 的设 备 和程 序予 以警 示 ， 检 查 绞车 系 统 的运行 速度 方 式 比较 简单 和便 捷 ， 只用在 机 电 器械 区域 设 置感 应 器 ， 实现 对 电机轴 的控 制 。通 常煤矿绞车 的运 行速 度 为 9 4 5转／ s ， 与 P L C技 术 扫描程 序 有着 很 大 的不 同[ 。因此 ， 只利用 一 般 的输入方式 即可对煤 矿机 电设 备加 以控 制。在 输 6 7 出控制数据过程 中通常会将 P L C与计算机显示器 相连 ， 以保证 信息的输出和运输顺利 。 3 ． 2 P L C技术在煤 矿机电控 制系统内的应用 P L C技 术在 煤矿 机 电控制 系统 内 的应 用 时 ， 需要对不 同类 型 的信 息加 以统 计 和系 统分 析 ， 以 保证其技术 的运行效果 和效率得 以提升 。 1 在运行速率方面， 如需减少运行过程 中设备 的冲击力 ， 则会按照提高器械 的运行频率、 设置加速 速率 等 ， 利 用 效率 单 元整 理 再 生能 力 。如需 维 持 P L C技术 的运行效率 ， 则一般保证刷新数据 的时间 为 0 ． 5 S ， 并利用计数 系统将 0 ． 5 S内开关碰触频率 加以记载 ， 将全部相关记载保存在 内部 系统数据 库 中 ， 此后转换数据形式 ， 得到绞车的运行速率 。 2 管控绞 车 的工 作 方 向。打 开绞 车开关 时 ， 处于运行 的状 态 中 ， 利用 2个 计数 设备 记载 与 开 关 触碰的次数 ， 如 在 5 S内 ， 启 动按钮 发生 2次 变 化 ， 则应利 用一 个计 数设 备 实 现对 另外计 数 设备 的管控 。过程 中， 绞 车上部 与开关触 碰 ， 并 形成 一 定 的吸引力量 ， 促 成绞 车 向上 移动 。如在 5 S内， 启动按钮只有 1次 变化 ， 绞 车下部 和开关 触碰 ， 并 形成一定的吸引力量 ， 促成绞 车向下移动 。 3 绞车如处 于超负荷运行状况时 ， 预警系统会 反应 。当系统实现对绞车运转效率的控制时， 如高出 限制数值 ， 则系统会 产生命令， 并利用显示器将显示 预警讯息 ， 使得相关工作人员在第一时间了解信息。 3 ． 3 P L C技 术在煤矿 机电控制 中其他领域 的应用 3 ． 3 ． 1 P L C技术对井下风 门的 自动化控制 井下风 门主要 负 责疏 散危 险 气体 如 易燃 易 爆等 ， 并保证新 鲜 空气 的流通 。利用 P L C技 术 ， 能够利用 I n f r a r e d Tr a n s d u c e r 红外 线传 感器 监 督是否有 车经 过 ， 如有 车 经 过 ， 其 C P U 会 即刻 发 出信号 ， 并 打开 控风门 ] 。 3 ． 3 ． 2 P L C在提升机 中的应用 利用 P L C技术 控制 矿井提 升设 备 ， 可 以提高 提升设备 的准确 度 ， 于 井壁 与 电机 处设 置 Tr a n s d u c e r 来监督和控制提 升设备 的运行情 况 ， 并 在第 一 时间反馈到控制 中心 。 3 ． 3 ． 3 P L C技术在胶带输送机 中的应用 P L C技术 在 胶带 运 送机 的应 用 中 ， 能 够将 闸 下转第 8 7页 2 0 1 5年第 4期 葛 晓峰 对 煤矿安装带式输送机 的关键工序分析 抓起 ， 不断完善各种 保护措 施 ， 才能更 好地保 障带 式运 输机正常工作 。 [ 3 ] [ 1 ] [ 2 3 参考文献 王锡法 ． 长运距 、 大运量 带式输 送机 软起 动技术 的应 用 口] ．煤 矿机械 ， 2 0 0 6 1 0 2 6 2 7 ． 邱 家平 ， 黄 嘉兴 ， 王建 生 ， 等． AHD型 带式 输 送 机 自动 液 压张 紧装 置 事 故 分 析 及 处 理 措 施 E J ] ．煤 矿 机 械 ， E 4 ] E s 3 8 7 2 O0 61 0 52 53 ． 郭联合． 矸石山滑道升降 曲轨 自动卸 车装 置的研 究与应 用E J - I ．中小企业管理与科技 下 旬刊 ， 2 0 1 1 9 3 4 3 5 ． 丁维 星． 液压制动式运输 绞车与信 号闭锁的研究与改造 口] ．中小企业管理与科技 下旬 刊 ， 2 0 1 i 7 3 8 3 9 ． 杨 家山． x射线无损检测技术在矿用钢丝绳芯 阻燃输 送 带 产品检测 中的应用E J ] ．科技资讯 ， 2 0 1 1 1 7 4 1 4 2 ． 编辑 赵琳琳 Ke y Pr o c e s s o f I ns t a l l a t i o n o f t he Ba nd Co nv e y o r of Co a l M i ne Ge Xi a of e ng S h a n x i Ho n g s ha No ． 1 Co n s t r u c t i o n Co ．， Lt d ． ，Ya n g q u a n S h a n x i 0 4 5 0 0 0 A b s t r a c t ] I n s t a l l a t i o n o f b e l t c o n v e y o r i n c o a l mi n e ， t h e n e e d t o p a y a t t e n t i o n t o ma n y d e t a i l s ．On t h e a n a l y s i s o f t h e b e l t c o n v e y o r a t t h e t i me o f i n s t a l l a t i o n n e e d t o s o l v e s p e c i f i c p r o b l e m s ，t h r o u g h f u r t h e r d i s c u s s i o n，t h e n a d e t a i l e d i n t r o d u c t i o n o f s o me o f t h e ke y wor ki ng p r o c e du r e ． [ K e y wo r d s ] c o a l mi n e ；b a n d c o n v e y o r ；k e y p r o c e s s 【 上 接 第 6 7页 瓦与制动盘控制 接触后 离开 ， 并控制 再次触 碰 ， 防 止二者长久触碰发生危 险 。 4 结 语 P L C技 术在 煤 矿机 电控 制 中的应 用 ， 对整 个 系统起到 了非 常积极 的影响 。随着煤矿 产业 的不 断发展和 技术 更 新 ， 度 过 了技术 和 生产 的磨 合 阶 段 。将 P LC技术应 用在控制系统中 的不 同领域和 程序 中 ， 能够很大程 度上加 强对 机 电设备 的控 制 ， 提高煤矿 开采效率 ， 保证生 产安全 ， 促 进煤矿 产业 的发 展 。 [ 1 ] E 2 3 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 参 考 文 献 李 冰 ， 童小华 ． 浅谈 P L C技 术在 矿 山机 电控制 中应 用 [ J ] ． 商业文化 下半 月 ， 2 0 1 2 7 2 6 4 2 6 7 ． 崔 银平 ， 苏继 ， 张 庆． 试 论矿 山机 电控制 中 P L C技 术的 有 效应用[ J ] ． 湖南农机 ， 2 0 1 2 ， 1 0 7 1 0 4 1 0 6 ． 毕 国生． 煤矿 机 电 系统 控 制 中 P L C技 术 的应 用 分 析 [ J ] ． 内蒙古煤炭经济 ， 2 0 1 4 6 1 5 1 1 5 7 ． 刘 长青． 解析 矿 山机 电控 制 中 P L C技 术 的应用 E J ] ． 黑 龙江科技信息 ， 2 0 1 4 1 5 7 9 一 1 ． 马洪亮． 简述 P L C技术 在矿 山机 电控制 中的 应用 I- J ] ． 机 械 管 理 开 发 ， 2 0 1 5 6 8 9 9 1 ． 编辑 赵琳琳 Ef f e c t i v e Ap pl i c a t i o n o f PLC i n El e c t r o me c ha ni c a l Co nt r o l o f Co a l M i ne s Zh a ng Xi a n g l o ng S i t a i S a l e s S t a t i o n o f Da t o n g Co a l M i n e Gr o u p，Da t o n g S h a n x i 0 3 7 0 0 0 E A b s t r a c t ] I n t h e p r o c e s s o f t h e c o a l mi n e p r o d u c t i o n ， c o a l mi n e me c h a n i c a l a n d e l e c t r i c a l o p e r a t i o n s t a t e a r e v e r y i mp o r t a n t ． On l y s c i e nt i f i c a n d r a t i o na l op er a t i on a nd a ppl i c a t i o n c a n en s ur e p r o duc t i o n r un s mo ot h l y a nd e f f i c i e nc y i mpr ov e me nt ．PLC t e c hno l o gy， whi c h ma ke s u s e o f pr o gr a mma b l e me mor y，t he i nt e r na l s t or a ge of i ns t r uc t i o ns t o o pe r a t e，a n d t he us e o f di gi t a l or a na l o g i npu t ， o u t p u t ，t o e n s u r e t h e c o n t r o l o f t h e p r o d u c t i o n ． No w，t h e P LC t e c h n o l o g y r e c e i v e s e x t e ns i v e a t t e n t i o n o f t h e c o a l i n d u s t r y ． Th r o u g h t h e u n d e r s t a n d i n g o f t h e P LC t e c h n o l o g y ，g r a s p t h e a d v a n t a g e s a n d wo r k i n g me c h a n i s m ，t h i s p a p e r a n a l y z e s t h e c o a l mi n e me c h a n i c a l a n d e l e c t r i c a l c o n t r o l ，t h e a p p l i c a t i o n o f t h a t r e s e a r c h t o p r o v i d e t h e r e f e r e n c e i n r e l a t e d f i e l d ． [ K e y wo r d s ] c o a l mi n e e l e c t r o me c h a n i c a l e q u i p me n t ；P L C t e c h n o l o g y ；c o n t r o l ；e f f e c t i v e wo r k