基于自动化技术的矿山机电安全控制分析

基于自动化技术的矿山机电安全控制分析

王勋，付有华

新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿

摘要：现阶段随着我国科技水平的发展，使得自动化技术能力也得到了一定程度的提升，并且普遍使用到了煤矿行业当中，而在矿山机电控制工作期间采用自动化技术，能够明显的提升设备的使用率，并带动矿井的经济发展。

关键词：PLC 技术；矿山机电控制；应用

引言

矿产资源开采是一项复杂工作，具体开采作业进行过程中会应用到大量开采设备。过去矿山开采期间应用到机电设备，实际开采作业进行过程中效率偏低，并且会消耗大量资源，成本较高。近几年，科技得到了快速发展，这也使原矿山开采过程中应用的设备不再适合在矿山开采中应用，矿山开采作业开展时，对机电设备提出了新要求，因此，矿山开采机电设备要不断向前发展，实现自动化控制。

1PLC 技术概述

PLC 技术是一种应用在工业环境的自动化控制器，与以往的技术相比，其操作非常便利，功能相对齐全，并且可以实现自动计数以及计算时间于一体化的自动化控制目的，大大提升了整体的工作效率。同时，PLC 技术也可以作为一种可编程的自动化控制器，与传统的系统不同，这一系统不会有太多的局限，其灵活性非常高。同时，科学的采用该技术，也可以让经济效益得到全面提升，因为这一技术的柔韧性相对较好，可以实现信息自动化，再加上这一技术具有较强的抗干扰能力，在应用期间相对便捷，能够有效的促进工作效率提高。从整体的角度分析，PLC 技术在对控制功能进行实施的过程中，可以将其分为三个阶段。第一，采样输入阶段。对于这一阶段来说，其主要是在一个程序周期内，对 PLC 输入端进行扫描，并将扫描结果写入输入状态锁存器，用于后续程序控制。在未执行完用户程序之前，即未到下一个程序周期，输入状态锁存器值不改变。第二，执行用户程序阶段。在进行这一阶段的过程中，PLC 依据输入锁存值，逐步（逐行、段）执行用户程序，依次得出计算结果，并将结果写入输出寄存器。第三，刷新输出阶段。这一阶段中用户程序执行完毕，刷新输出寄存器并锁存，直至下一个周期之前不再改变，输出锁存改变后驱动外围控制电路控制电力元件实现电力控制。之后再次扫描输入端，进行下一个程序周期。 PLC 技术进步，使得编程的语言更加简洁化，让人们更容易理解，在遇到问题时，可以很容易地进行在线修改。因此，将其广泛的应用在自动化控制设备中，尤其是矿山机电控制中，能够进一步提升矿山采选效率，也为企业带来更大的经济效益。

2PLC 技术在矿山机电控制中应用研究

2.1PLC 技术在下运胶带机中的应用

在矿山机电控制系统中对自动化技术进行应用后，有效减少了矿山开采作业时对人工操作的依赖，并且也使过去一些无法完成的任务能够完成，同时也使工作效率得到了进一步提高，这主要因为实现了机电一体化。在机电一体化下，能够实现对整个系统运行情况的动态监控，同时，可以通过数据形式展示设备应用结果，这也就实现了对整个工作体系的必要监控和检测，依据设定值，发出相应指令。例如，将自动化技术应用到检测中，在检测到相应数值在合适范围位置内，从而会发出可以降低电流的具体质量，带动系统油压，降低胶带运行速度；若超出了合适范围值后，则会发出相反指令，将会增加电流，要开放闸瓦，进而保证胶带运送机可以正常运行。

2.2 提高矿山主排水系统的可靠性

目前 PLC 技术在矿山机电设备中应用广泛，在提高矿山机电控制中数据准确性方面有着重要作用。与此同时，通过 PLC 技术的有效应用，大幅度提高矿井机电设备的自动化水平，减少了操作员工，保证了设备的安全运行。如矿山主排水自动化控制系统，就是通过 PLC 技术的有效应用，让矿山井下的水泵能根据井下水仓水位的高低自动开停水泵，同时，还能通过设置的相关传感器，获取水泵运行的相关参数，自动判断设备的性能，这样一来，就使矿山的排水系统可靠性大大增加，保证了矿山的安全。

2.3 在老式提升机设备中的具体应用

矿山机电设备中老式提升机设备的控制主要依靠传统继电器完成，同

样有许多不足。PLC 技术在此方面的应用主要是将传统供电器改变成由数控技术进行控制的大功率晶闸管变流器，从而达到改进提高老式提升机设备节能控制效果的目的。在 PLC 技术的实际应用中，应注重以下两方面内容：①老式提升机设备的基本构造与工作原理无需进行改变，仅需要从控制方式上作出改变。在这一方面，PLC 技术可以通过对原有电路进行重新设计，然后增加相应开关转换装置，此时原本的控制系统就可以成为新控制系统以外的一种备用资源。②提升机设备的操控在矿山生产作业中十分关键，PLC 技术虽然对其控制进行了有效改进，但作为一种新兴控制技术，其对工作人员的技术素质要求较高，因此在实际生产中必须做好工作人员的技术培训工作，使其了解 PLC 工作原理和相关操作技术，以便更好地对 PLC 控制设备加以利用。

2.4 能够达到矿井下风门自动闭合的效果

在具体的矿山工作进行过程中，应用的手段很多都是人工操作，这些手段的应用，存在着很多不便利之处，工作效率也不高。而随着现代化技术的发展，在工作期间，科学的对 PLC 技术进行应用，可以有效的对矿井下风门的结构组织进行分析，并对远红外线的感时器进行借助，达到矿井下的风门自动闭合效果，不仅节约了人力，也在一定程度上节省了资金。同时，在对 PLC 技术进行应用的过程中，首先应该将窗户打开，然后再开门，因为风门的压力差相对较大，再加上规模也具有庞大性，所以采用这一办法可以有效的促进后续工作进行。

2.5PLC 技术在螺杆空压机中的具体应用

传统空压机在矿山机电控制中的性能相对较差，而螺杆式空压机在实际应用过程中具有实用性强、可靠性强等多项优点，这也使螺杆式空压机逐渐取代了传统空压机，到了广泛应用。螺杆式空压机在具体运行期间主要包括吸气和吸机油、密封并运输、压缩和排气环节。工作原理：螺杆在内部发生转动时，此时螺杆会与壳体齿沟啮合，从而可以从进气口吸入机油和空气。齿沟啮合面转动时，螺杆式空压机会则会将吸入的机油和空气密封，并且对其进行运输，送到排气后，因为齿沟啮合面变小，机油和空气便被压缩，而当齿沟啮合面转动到排气口时，就会将压缩的机油和空气排出螺杆式空压机之外。因此，为了实现对排气量的控制，要控制螺杆旋转速度。因此，将变频器设置在螺杆式空压机中，若排气量超过正常值范围，此时，变频器会调控螺杆旋转速度，保证排气量在正常范围内，这一方面可以确保排气压力稳定，另一也可以减少能源消耗量。

结语

在经济高速发展的当下，能源的采集效率是可以有效地促进了社会发展的重要因素之一，传统的矿山开采中的技术具有很大的限制以及较低的容错率，显然已经不再适合自动化技术日益发展的今天，自动化技术由于本身具有的技术优势已经逐渐在各行各业得到了良好的应用，除了提高生产效率，在很大程度上可以降低矿山开采企业井下作业的运营成本，提升综合效益，就目前我国国内的情况来看，已经有不少企业开始重视 PLC 在井下机电设备控制中的应用，但是与之相配套的自动化措施还有待提高和改进，这就需要国内企业放眼未来，通过与外企合作或者聘用相关技术人员进行开发的方式来今早完善 PLC 技术，确保井下生产节能效益的提升。

参考文献：

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