探討plc在煤礦電氣自動化過程中的應用獲獎科研報告

探討plc在煤礦電氣自動化過程中的應用獲獎科研報告摘

要：眾所周知，煤炭資源是我國的重要資源，為滿足新形勢下對煤炭資源的需求，需不斷完善生產設備和生產技術。PLC技術的應用，提升了煤礦電氣自動化的生產水平，解決了傳統(tǒng)電氣生產中能耗高、可靠性低等問題，促進了煤礦行業(yè)的協(xié)調發(fā)展。

關鍵詞：PLC;煤礦;電氣自動化

引言

由于煤礦現(xiàn)代化進程的不斷深入，在煤礦開采過程之中，對各項設備的要求越來越高，現(xiàn)階段，大部分的煤礦生產流程越來越完善，為了進一步提升煤礦電氣控制水平，合理運用PLC控制技術至關重要，鑒于此，本文重點研究PLC控制技術在煤礦電氣控制當中的整合應用要點。

1PLC概述

PLC控制器是多個模塊共同構成的，主要有存儲器，通信模塊等，用戶可以依照需求的不同，進行簡單的編程，與此同時，PLC具有很多接口，可以很好的與外部進行通訊，另外還有很多10口，可以把產生的信號向外輸出，與此同時PLC技術具有靈活多變等諸多優(yōu)點，工作人員能夠對PLC設備進行很好的使用，對電氣自動化設備進行控制，在這種技術應用的時候，能夠大幅度減少人力資源的消耗，少數(shù)人員就可以對自動化控制系統(tǒng)進行操作，PLC的抗干擾能力很強。

2礦山電氣控制中運用PLC控制技術的重要意義分析

PLC控制技術，又被稱作電子控制系統(tǒng)數(shù)字操作控制，主要運用良好的編程方式完成相應控制，在煤礦電氣控制系統(tǒng)當中，通過運用PLC控制技術，編程所產生的程序，能夠保證煤礦電氣設備得到更好的管控。與常規(guī)的煤礦電氣控制技術相比較來說，PLC控制技術的優(yōu)勢特別顯著，具體體現(xiàn)在以下幾方面：第一，具有較為顯著的擴展性，能夠更加準確的進行系統(tǒng)擴建，而且操作過程較為便捷，系統(tǒng)維護難度較低。第二，PLC控制系統(tǒng)中的各項設備終端接線能夠實現(xiàn)可拆卸，在帶電狀態(tài)之下，操作人員仍然能夠將不同的部件插拔。第三，供電模式較為穩(wěn)定。PLC控制技術主要運用UPS供電系統(tǒng)進行供電，能夠避免系統(tǒng)突然斷電而產生的數(shù)據丟失現(xiàn)象的發(fā)生。

3在煤礦中的具體應用

3.1在排水系統(tǒng)中的應用

煤礦井下排水設備的運行直接關系整個工作面的安全生產，如果不能做好排水設備的設置，將嚴重影響礦井工作的正常進行，甚至造成人員傷亡。事實上，井下排水設備是煤礦生產中能耗最為集中的設備，傳統(tǒng)的排水自動化水平較低，而且不能及時地響應系統(tǒng)，不能完全適應工作面對生產安全的需求。因此，相關研究中提出應用PLC技術實現(xiàn)工作面與井下探水系統(tǒng)相互適應，相互配合，保障安全生產的子路。通過對PLC技術的應用，使整個系統(tǒng)能通過3種方式進行控制，與排水系統(tǒng)現(xiàn)場契合。

3.2在井下風門中的應用

通常情況下，礦山風門兩側空氣會形成一定的壓力差，礦山的風門面積比較大，如果要將風門打開，需要40kg壓力。若礦山風門處在打開狀態(tài)，壓力差能夠減小大約5kg，風門的打開難度增大。研究人員經過認真研究發(fā)現(xiàn)，利用氣缸的傳動來帶動風門，能夠有效避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。利用氣缸傳動，有效帶動風門，重點利用小風窗來帶動風門，保證風門得到更好的開啟。但是，因為礦井風門的開啟條件不同，存在較大差異，例如，當?shù)V井當中采用電動風門，能夠有效降低礦井風門的開啟難度。將PLC技術運用到礦井下風門當中，形成良好的電動風門，能夠保證礦井下風門開啟難度不斷下降。電動風門的運行原理如下：電力控制系統(tǒng)會發(fā)出相應的控制信號，電磁閥接收到控制信號之后，能夠帶動油缸開展活塞運動，將礦井下風門有效打開。當風門開啟角度達到90°，電磁閥會立即停止工作，礦井下風門不會再次開啟，作業(yè)人員方可順利的進出風門。在風門關閉環(huán)節(jié)，控制系統(tǒng)會傳輸良好的關閉控制信號，電磁閥接收到相應的信號之后，能夠開展相應的運動，帶動油缸進行運動，風門能夠在規(guī)定的時間內關閉。

3.3在皮帶運輸機中的應用

PLC系統(tǒng)采取自動化操作方式，在組態(tài)軟件和PLC程序共同作用下，工作人員可通過遠程操作指揮設備啟停。系統(tǒng)轉變?yōu)樽詣涌刂颇Ｊ剑鶕绦蛟O定的啟停完成控制，同時分析數(shù)據信號的運算采集，根據分析結果完成報警等功能。如皮帶運輸機發(fā)生故障，系統(tǒng)可發(fā)出警報信號，并自動停機，組態(tài)系統(tǒng)可保存故障相關數(shù)據，以便維修時使用，緊急時刻組態(tài)系統(tǒng)可關閉全部設備的運行。此外系統(tǒng)支持手動操作方式，工作人員可隨時啟用手動操作，操作任一設備，系統(tǒng)根據操作指令完成運輸工作。

3.4在提升機中的應用

PLC控制系統(tǒng)在對整個提升機中的應用，就是大功率晶閘管變流器組合，對原有的繼電器進行取代，實現(xiàn)提升機自動化的功能。主要操作包含：原有的直流主電機和一些提升的機械還可以保留，為老舊提升機運行做出保證，除去原來的工作臺，設立新工作臺，對電樞回路進行相應的調整和改進，增加相應的轉換刀閘。一些老舊系統(tǒng)在對轉換刀閘進行聯(lián)合作用時會對新舊系統(tǒng)的轉換工作進行相應的控制，在新舊系統(tǒng)進行切換時是由多路航空插頭完成的，其次對提升機制動系統(tǒng)潤滑油泵的控制工作有效完成，新系統(tǒng)在進行調試的階段穩(wěn)定性能相對較差，因此，為了對生產進行相應的保證，需要對整個新舊系統(tǒng)進行相應的輔助，在一定條件下可以將舊設備留下永久使用。在改造安裝進行調試工作時，需要根據未來維護人員進行負責，需要相關人員的全過程參與，更好實現(xiàn)整個質量的良好控制，在安裝過程中需要進行相應的電路控制和檢測。特別是對井筒部分的開關、行程和不同位置的機械制動系統(tǒng)進行有效運行，在保證工程質量的基礎上，對整個新系統(tǒng)的調試周期進行有效縮短。對傳感器的檢測和校對需要以在線送電的方式進行檢測，要對各個測量的參數(shù)和系統(tǒng)的實際作出保證，對舊系統(tǒng)進行提升的時候，需要對各個部分的運行過程進行相應的檢測，更好實現(xiàn)無誤一次切換。舊系統(tǒng)在PLC控制的過程中實現(xiàn)了對系統(tǒng)卸載的在線有效調試，還能更好地對整個系統(tǒng)的信號系統(tǒng)進行良好的控制，降低了全面調試的工作量。對系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù)進行了相應的確定，根據相應的參數(shù)對整個系統(tǒng)的空載和重載進行一定的測試，保證實驗傳統(tǒng)的回路中閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度在標準水平之內。

3.5空氣壓縮機設備中的應用

作為煤礦開采的主要機電設備，空氣壓縮機在對煤礦自動化生產、開采中發(fā)揮著巨大的作用。但過去十幾年力，空氣壓縮機主要采用繼電系統(tǒng)技術作為操控系統(tǒng)，無法發(fā)揮維護及檢測其他機電設備的功能，導致企業(yè)在礦山開采作業(yè)過程中，發(fā)生機電設備損壞、故障的情況時，不能及時做出反應，從而導致大量煤礦事故的發(fā)生，威脅著煤礦工作者的生命安全。因此將PLC超控系統(tǒng)應用與壓縮機設備中，采用計算機群組的方式，實現(xiàn)對作業(yè)現(xiàn)場狀況的實施監(jiān)控，一旦出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可及時對存在故障的機電設備下達數(shù)字指令，通過調度其他設備的形式，達到維修設備的目的。與繼電技術相比，PLC控制技術能夠更加有效地對繼電設備進行監(jiān)控、維護及維修，從礦山開采作業(yè)角度分析，PLC技術能夠及時有效發(fā)現(xiàn)隱患、處理隱患，從而減少礦山開采事故的發(fā)生。有利于礦山工作者將精力集中于日常的工作中，直接提升了企業(yè)的生產效率。不過，由于礦山作業(yè)環(huán)境的復雜性、惡劣性，PLC系統(tǒng)也存在著明顯的不足。在故障報警、設備輸入信號以及抗干擾等方面存在的瑕疵，進而降低了PLC系統(tǒng)的