煤矿生产电气自动化过程中PLC的应用探究

【摘 要】科学技术的进步促进了各行业和自动化技术之间的联系，其中PLC技术在煤矿生产中的应用也越发广泛。因而，运用PLC技术已成为提高煤矿生产效率、安全生产，同时实现煤矿企业生产目标的关键。鉴于此，本文探究了煤矿电气自动化过程中的PLC使用情况。

【关键词】煤矿；电气自动化；PLC技术

煤炭属于我国能源消费结构中的重要构成部分，从改革开放至今，我国的煤炭行业发展迅速，生产效率也在迅速提高。在新的市场经济形势下，人们对煤炭资源的质量和需求量均趋向严格化，煤炭企业必须依据诸多用户要求来满足我国煤炭市场需求，然而要想提高煤炭的质量及产量，就必须改善、完善煤炭生产技术和生产设备。所以，PLC控制技术已被广泛地运用到煤矿行业的生产、开发过程中，而且发挥了重要作用。

1 概述PLC技术

PLC技术比较复杂，其涵盖范围较广，整体来说，PLC技术是一项“操作数字运算电子操作系统”，编码之后便能投入使用，并运用在各种机械控制和生产过程控制中，相较于其他技术，该项技术具备如下优势：例如扩展性能相对较好，在扩建PLC系统时，比其他系统的扩建更加简单、快捷；PLC系统还有较强的自我诊断力，当外围设备或者自身发生故障时，均能依靠PLC自带的故障显示功能进行诊断。此外PLC系统还有这样的优点，就是当系统发生故障，其设备更换配件和维修均较方便，改系统还运用了一种UPS系统，这类系统的主要优势在于，即使是发生突然断电的情况，也不会影响资源和数据的保存，其稳定性极强。PLC系统具备在线编辑功能，如果生产中需要改变某一工艺流程时，可依据实际状况重新编程PLC系统、更改设备工作方式和顺序，这能极大地节省生产时间、同时提高工作效率。

2 PLC系统在煤矿控制过程的应用

2.1 PLC在带式煤炭输送机中的使用

PLC在带式煤炭输送系统中具备重要作用。依据PLC系统的实际工作特点和机制，在皮带机输煤系统中引入PLC，既能极大地提升带式煤炭输送系统的运煤效率，又能避免煤炭输送过程中浪费电能。带式输送机主要是由信号处理系统及信号采集系统构成，前者则由PLC、人机界面和工控机界面组成。在矿井下运用PLC系统的效果较为显著，主要原因为矿井下环境较为恶劣，电磁干扰很强，而PLC的稳定性较高、配置较灵活，且对不良环境的适应性和抗干扰性均很强。PLC主要执行现场信号采集工作，然后根据针对性的运算来实时控制设备。模拟量输入模块、工控机和PLC共同构成了控制系统软件；PLC软件程序常包含系统保护、系统控制两类；操作系统则被分为自动操作和手动操作两种，自动操作系统主要借助工控机来启动、停止设备，手动操作系统则依靠操作员直接操作设备。

2.2 在提升机中使用PLC技术

随着时代的快速发展和科学技术的不断进步，PLC技术也得到了逐步完善和更新，煤矿生产中使用的传统型提升机已无法满足新形势下煤矿开采的实际需求；而PLC技术的完善和发展为改造传统型提升机创造了便利条件，当前可以借助PLC技术改造提升机，其改造重点继电器。通常借助可编程控制器和大功率的晶闸管变流器这两个系统来改造传统提升机，具体改造步骤如下：（1）首选必须明确应保留传统提升机的哪些部件，例如直流电机或者其它部件，再运行试验过程中，无需更换能继续运用的部件，以此节约改造成本，避免发生浪费现象。（2）及时将旧操作台移走，合理地进行新操作台安置，再调整电枢回路，搞清楚转换刀闸状况，且依据真实状况添加刀闸，因而可较快地完成旧系统和新系统之间的转换工作；安全装完新系统后，不能即刻投入工作，尚需一段时间进行后期调试，调试新系统期间可以继续运用旧系统进行工作，如果新系统出现异常，可以用旧系统暂时替代新系统的工作，一般依据煤矿的实际生产状况决定传统旧系统的具体保留时间。

在改在PLC系统时，应重视技术人员的筛选问题，需尽可能选择长期工作的、经验丰富的技术人员，让他们参与PLC系统的改造工作，这样不仅能严格控制系统改造质量，还能及时发现并维修出现的故障。在安装PLC系统时应施行实时监控名，保障所有设备均处于正常運转状态，以节省新系统调试时间，提高新系统的调试质量和调试效率。在检测和校验传感器时，通过在线送电进行测试，便于实时监控测量参数；另外，还可借助可编程控制器对装卸载系统进行在线测试，以此缩短装卸载系统的调试时间，实现一次性调试多种系统，使复杂工作快捷化、简便化。

2.3 在煤矿主排水泵中使用PLC技术

在煤矿主排水泵内使用PLC可以实现监控、远程通信、控制和保护等功能；另外，还能实现合理调度，主排水泵内由PLC构成的自控系统常由电控设备、机房设备、数据处理系统、通信接口及信号采集设备组成，自动控制系统又可分成如下三个方面：（1）机械设备层，（2）地面监控的主站层，（3）PLC控制层。PLC系统的功能一般较稳定，通常情况下都不会出现较大故障，在保护设备、诊断故障方面具备极强的完整性；此外，PLC系统还能实现人工控制，即便PLC系统发生故障后无法正常工作，也仍然可以启动排水泵；最后，该系统还能执行故障复位、系统界面切换和巡查等更。

2.4 在主扇风机中使用PLC技术

主扇风机属于煤矿开采的重要设备之一，常通过自动和手动两种方式来控制通风机起停问题，这要求所有操作均应规范、合理，且确保安全。自动控制通风机模式的工作原理如下：PLC先得到工控机发出的指令，再依据程序设定进行动作。在该自动系统中，PLC可以循环扫描各个输入点，读取温度巡检仪显示的继电器信号和风门状态；此外，PLC还可读取模拟量的输入信号，这些输入信号常包含震动参数、甲烷浓度参数等，获得参数后可以运用PLC检测数据，以比较警戒限额和数据，如果所得数据超过系统的警戒限额，PLC系统会自动报警。

2.5 PLC在设备集控中的使用

PLC在煤矿设备的集中控制系统中的使用常体现在煤炭地面筛分和综采面设备集控系统中，煤矿综采面常包括带式输送机、破碎机、转载机、采煤机等多种设备。依据煤矿综采面的实际生产工艺，运用PLC能集中监视设备运行状态和参数，并集中控制设备开始、停止。在煤矿设备集控系统中运用PLC既能确保综采过程的安全，又能节约生产成本、提高煤矿企业的生产效率。煤炭筛分系统已广泛采用了PLC集控系统，因煤炭筛分系统囊括较多设备，当PLC集控系统主站建成后需要建立较多的系统分站；PLC各分站和主站之间的通讯可以有效集中控制地面筛分系统，集控系统的主要控制功能为逆煤流起车、顺煤流停车，同时还能监视设备的运行状态和运行参数，如果设备发生故障，集控系统怎会发出警报，以免煤堵塞。

3 结语

PLC技术在煤矿企业中的广泛应用，已有效推动了煤矿企业的发展和进步，通过分析各系统和设备中PLC 的应用情况，可以知道PLC技术能有效提升煤矿电器自动控制系統的安全性、稳定性、生产效率，并降低各类设备的故障发生率，从而降低生产成本。我国现代化煤矿企业的建设步伐在逐渐加快，电气自动化技术的重要作用也更加凸显，煤矿企业既要建立自动化控制系统，还应与时俱进，紧跟时代步伐进行不断的提升和创新。虽然我国部分煤矿企业的电气自动化仍存在诸多不足，但建立煤矿企业自动化系统的发展方向和目标是明确无疑的。

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作者简介：

陈少华 1982.04；男；汉；河南省禹州市；河南理工大学 电气工程及其自动化（研究方向），本科；助理工程师