PLC控制技术在矿山电气控制中的应用分析

PLC控制技术在矿山电气控制中的应用分析

刘鹏辉

山西中条山集团胡家峪矿业有限公司 山西省 城市 043700

摘　要：随着我国自动控制技术的飞速发展，PLC技术已成为当今重要的自动化设备。它是自动控制领域中一项非常重要的控制技术。抗干扰功能强,运行稳定,编程语言简单,可在线更改,更加灵活。长期以来,它广泛用于矿山管理,以满足现代煤炭企业的基本生产需要。采用PLC电气控制技术，不仅大大提高了电气自动化控制水平，还保证了矿山企业的安全。因此,支持在电气控制中使用PLC技术的研究尤为重要。

关键词：PLC控制技术；矿山电气控制；应用

进入21世纪,PLC控制技术的应用与发展已成为家喻户晓的重要技术。在运行中明智地使用电气控制,不仅有效地提高了电气控制的先进性能,而且提高了各种设备的稳定性、安全性和可靠性。PLC控制技术在矿山中的应用是设备发展的一个重要方向。PLC控制系统是为满足矿山特定需求而设计的现代化计算机控制系统。在实践中,抗噪能力强、可靠的运行，为企业实实在在带来效益.矿山企业的正常运行发挥了重要作用。可见，研究PLC控制技术在矿山企业中的应用具有社会意义。

一、PLC控制技术在矿山电气设备应用中的优势

1.使用方便快捷

矿用电气设备所采用的控制技术必须合适、快速且易控制,降低人工成本,公司的经济利润增加。PLC控制技术的设计考虑到了速度和便利性的需要,从而优化了流程,节省了大量的工作步骤。我的电气设备采用PLC控制技术，大大提高了电气设备的效率,使选矿变得快捷方便,在保持质量的同时提高生产力。近期,由于PLC控制技术在国内市场的普及，实施PLC控制技术的成本有所下降,让一些中小型矿山企业和生产厂家采用PLC控制技术。PLC控制技术的使用不仅提高了矿业公司的效率，而且产生了积极的影响。

2.PLC控制技术的适应性非常强，具有较强的平稳性

在进行选矿生产工作的过程当中，相关电气设备在应用的过程中经常会出现各种各样的问题，导致直接影响正常采矿作业的问题。相关任务包括,可采用PLC控制技术控制各种电气设备,有效防止设备故障。尤其是PLC控制技术的应用理念十分完善，随着PLC控制技术的发展,技术的灵活性和稳定性非常强，增加了技术的耐用性。在恶劣的作业环境中,PLC控制技术可以继续正常工作,为工人提供必要的数据,为选矿作业创造良好的基础[1]。

二、PLC控制技术在电气控制中的应用

1.磨矿分级过程

（1）给矿的控制

首先，卸料口的自动控制过程有两种进料方式：按时间进料和按任意时间进料，操作者根据生产情况需要选择合适的给矿方式。

其次，每个筒仓下料口都必须配备限位开关，采用链式控制系统来控制整个下料的过程，保证下料的速度达到设定要求。

（2）磨矿浓度的控制

为保证二级破碎机的破碎密度，在控制二级破碎机进水口供水时，要考虑螺旋分级机的旋转效果和水分含量。由于不能直接测量反射幅度，因此决定将反射幅度改为电流值，由分级电机电流与反射幅度的比例关系决定。同时，根据站点的运营数据，返矿的含水比例通常在 15% 到 25% 之间。考虑到排砂效果后，溢流浓度可在规格的75%～85%范围内调整。

（3）磨机的控制

本地磨机控制连接是整个粉磨过程的门户，其控制效果直接影响下游工序的性能，甚至影响最终产品的产量和质量。由于缺乏完整的矿物混合物的良好建议，人工研磨矿石的性质（硬度、尺寸和质量）经常发生变化，导致自动控制存在很大困难，影响这种关系的因素。这个环节是一个复杂的非线性系统，随着时间的推移而变化。对于这个复杂的系统，技术人员提出了各种控制模型。其中，最常用的是简单的耳式或涡轮电流控制方，采用单元件检测和步进电源。这种方法对于只有一种性质的矿物显然是非常有效的，但由于要考虑的因素较少，如果矿物的性质发生变化，很容易失控。例如，随着矿石变得更难研磨，物料的含量不可避免地增加。单纯使用电耳或磨机功率就不能 正确反映出矿石性质的这种变化，这时系统不做任何调整就很容易造成球磨机“涨肚”，导致台时产量下降，粒度变得不稳定，平衡进一步被打乱。为解决该问题，采用模糊控制方法，选取了三个主要参数：球磨机噪声、球磨机功率和分级第二阶段的回砂量。作为模糊控制器的输入，这些参数不断变化。这三个关键参数的变化反映了球磨机的当前运行状态。模糊控制器根据这三个关键参数的变化或趋势做出模糊决策。针对每一种发展趋势，模糊控制器提供特定的给矿原理，PID控制器根据该矿石调整变频。给料原理控制给料机，达到准确的给矿目标。通过使用三因素分析来评估球磨机状况，避免由于单向测量而导致的估计错误。

第一级的控制是一个反馈控制系统，不需要人工控制。因此，在系统运行过程中，应尽量避免人为干预，以免影响控制系统的自平衡和自适应过程。

2.矿浆池液位的控制

对于选矿厂，生产的一致性是实现最高效率的基础。因此，浆槽内液位的控制，一方面对降低劳动强度，另一方面对生产稳定性起到重要作用。本系统采用超声波料位计作为检测元件，通过变频器调节渣浆泵电机。如果液位高，发动机会加速，否则会减速。浆料中的液位始终保持在适当的范围内，节省人工，提高生产率。

3.PLC 控制程序的运行方式

中央控制中心与系统之间的控制一般采用集中控制的方式进行。也就是说，控制单元（计算机）主要用于控制和管理整个过程。运行工程师在控制中心执行控制功能，通过计算机、监视器等查看和分析相关运行数据，对各个运行环节进行实时控制。在提高全厂效率的基础上，妥善管理和控制故障风险。同时，集中式PLC控制系统也有很多缺点。首先，使用一台设备控制整个集中控制系统并不能避免风险。这会导致整个系统出现问题，并且不能保证良好的工作条件。其次，基于计算机系统的PLC控制系统，容易受到外部环境或内部程序的影响，在工作流程中出现故障。因此，为了保证系统的运行，提高工作效率，需要定期检查和维护各种程序，这在一定程度上增加了运行成本。鉴于这种情况，在采用集中控制方式的基础上，集线器必须采用分布式控制方式来适应和修改系统，克服风险。特别是分布式控制主要是利用系统变电站、可编程逻辑控制器等设备组成局域网，进行分布式数据处理。通过集中式PLC系统的上述模块，对各个分布式模块的数据信息进行分析处理，及时将仪器的工作状态反馈给操作系统，保证PLC系统的有效管理。

三、矿山机电控制中PLC技术使用的注意事项

1.温度

PLC控制系统的环境温度应保持在0到55摄氏度之间。如果温度过高,设备故障的机会就会增加,缩短寿命或引起电容器短路等问题。当温度降至0°C以下时,模拟电路的精度和安全性降低,在低温环境下,所有控制系统都可能出现故障。基于此,在安装我的电气控制设备时,PLC控制系统必须安装在适合冷热的环境中。在实际控制中,如果环境温度超过55摄氏度,应安装电风扇进行冷却。如果温度低于0°C,则必须安装电加热器以提高环境温度。

2.湿度

一般情况下，PLC控制系统工作环境的相对湿度应小于85%，不要安装在有霜冻或下雨的地方。为此，可以将PLC控制柜密封或在控制面板上安装吸湿机。PLC技术可用于长期处于潮湿环境的矿井中的电路保护，可采取覆盖保护膜的方法来保护电路板[3]。

3.振动和磁场

PLC控制系统能承受的振动频率为10～55赫兹，外力影响小于10克。因此，在使用这种技术时，应该远离振动源，或者使用减震粘合剂。同时，为避免数据传输出错，应避免PLC控制系统外部磁场的干扰。

四、结语

目前,PLC是一种重要的自动化系统控制装置,它与我国矿山的电气控制系统集成在一起，广泛应用于我国的电气控制系统中。基于PLC的矿井电力控制系统不仅实现了满负荷自动更新,稳定了系统电压,而且在一定程度上保证了矿山控制系统的性能和稳定性,减少了损耗，节约了能源，同时大大提高了经济效益。采用PLC技术,这不仅将提高自动化选矿系统管理水平，还将支持矿山经济的发展,提高了现代生产管理水平。因此,提高PLC技术在金属矿山电气控制中的探索具有十分重要的意义,需要广大矿山机电工作者进行广泛的研究和探讨。

【参考文献】

[1]张磊.PLC控制技术在矿山电气控制中的应用[J].世界有色金属,2021(22):44-45.

[2]韩晶晶,张重重.PLC控制技术在矿山电气控制中的应用分析[J].世界有色金属,2021(13):48-49.

[3]王晋东.矿山电气中PLC控制技术的应用分析[J].山西煤炭管理干部学院学报,2016,29(03):43-44.