PLC在煤矿电气自动化过程中的应用

【摘 要】随着我国现代经济和科学技术的发展,目前一种可编程的控制器PLC被广泛应用于工业电气自动化控制系统中.本文通过对PLC的工作原理和特点进行阐述,进而研究和探讨了PLC在煤矿电气自动化过程中的应用.

【关 键 词】PLC；煤矿；电气自动化

前言

我国作为一个煤炭生产大国,有着非常丰富的煤炭资源以及大量的煤矿生产地.煤矿的生产在给我国带来巨大的经济利益的同时,煤炭生产的安全性问题也引起了人们的广泛关注.为了提高煤炭生产的可靠性和安全性,近年来,大量的自动化技术被应用于煤炭生产过程,目前一种可编程的控制器PLC正被广泛应用于自动化控制系统中.

1PLC的工作原理

PLC即可编程序控制器,是一种新型的通用自动化控制技术,将传统的继电器控制技术、通信技术、计算机技术相结合,在工业自动化控制系统中得到广泛应用.PLC的工作原理分为以下三个阶段：

第一阶段为输入采样阶段.在这一阶段里,可编程控制器采用扫描的方式来进行数据的采样,然后将这些采样数据存储于输入或输出的映像区中对应的单元.在输入数据采样之后,再把转入用户程序继续执行,进行输出刷新操作.在这一阶段里,即便输入的数据状态有所变化,输入或输出映像区里的处理单元所接收到的数据也不会随之改变.因此,若输入的数据是以脉冲信号形式输入的,则要求信号的宽度比一个扫描周期大,这样才能保证在任何情况下输入的数据信息能被读入.

第二阶段为程序执行阶段.在执行用户程序的阶段里,PLC采用的执行顺序一直都是自上而下地进行用户程序扫描,然后按照固定的路线和顺序进行运算,其中,扫描顺序固定为自上而下,从左往右,扫描线路则是由用户程序中的触电部位构成.在得出运算结果以后,对存储区内的状态或输入输出映像中的状态来进行更新操作,从而确定用户程序中的处理指令是否执行.

第三阶段为系统的输出和刷新操作.这一阶段的刷新主要是PLC在执行完用户程序之后的数据刷新.在刷新过程中,处理器会根据输入输出映像中相应的状态和存储区内数据的状态来锁存电路,从而完成其他外设设备的驱动.在这一阶段的输出是PLC的最终输出,也是PLC所要完成的真正任务.

2PLC的特点

PLC作为一种被广泛应用的新型通用型控制装置,与其他传统装置相比,有着很多优点,主要分为以下几点：

2.1可靠性和抗干扰能力强

PLC具有强大的自我诊断功能,若工作过程中出现错误,PLC能及时地给出出错信息.PLC还有着强大的抗干扰能力,无论软、硬件都有严密的抗干扰措施,在硬件方面,例如滤波、屏蔽、隔离等硬件措施的使用；在软件方面,如信息的保护与恢复、故障的诊断和检测、警戒时钟的设置等软件措施,通过全面的抗干扰措施来提高抗干扰能力.

2.2通用性强

PLC的通用性强,能够兼容于各类硬件装置,满足各种要求的自动控制系统的需求,不必自己再设计和制作硬件装置.

2.3功能性强,适应面广

现代PLC功能性强,不但能进行传统的逻辑运算,具有计时、计数和顺序控制功能,还可以进行数字与模拟量的输入和输出转换,实现自我诊断和检测的功能,实现人机对话,可以控制单台生产机器和生产线,也可以控制整个生产过程.

2.4编程简单,易掌握

大多数PLC都采用了梯形图的编程方式,线路清晰,工作人员通过阅读PLC用户手册或者经过短期的培训就能够掌握梯形图编程控制程序.PLC简单易学,易被接受和理解,对工作人员的专业基础要求较低,减少了学习的工作量.

2.5体积小,重量轻,功耗低,维护方便

PLC是一种将微电子技术应用于工业设备的小型装置,其结构相对紧凑、坚固、体积较小、重量较轻,所耗的功耗低.由于其具有强大的自我诊断及抗干扰能力,易于维护,是实现工业自动化系统的理想控制装置.

LC在煤矿电气自动化系统中的应用

随着我国煤矿数量的增加和煤矿生产设备的不断完善,PLC在煤矿电气自动化过程中的应用越来越多,在煤矿生产过程中起到了非常重要的作用.PLC在煤矿电子自动化过程中的应用主要体现在下面三个方面：

3.1PLC应用于通风机自动化监控系统中

将PLC应用于通风机自动化监控系统中,通过高性能传感器的应用,进行对通风机的各种状态的检测与监控.通过对控制室进行远程监控,达到无人监控、自动生产的要求.而且,利用PLC自身的诊断检测功能,能提供给工作人员实时的检错信息,有利于工作人员的维护和查询.对于传感器故障所导致的数据方面的异常,只需要对传感器进行检测和维修,就可以维护设备正常运行,而不必从通风机、电动机等设备上查找原因,从而在客观上降低了检测维护的难度,进而提高了生产安全性.

3.2PLC应用于煤炭装运系统

将PLC应用于煤炭装运系统中,能够实现装车系统的自动化.装车的自动化控制系统由多个独立的功能模块和一个核心控制模块组成,功能模块主要负责对各个部位信号的检测、输出和控制,核心控制模块则由PLC和组态网构成.此外,PLC还负责检测仪表信号的采集、程序的处理以及输出控制,人机接口的控制由工控机来完成.装车站的信息能够通过组态网实时地发送到浏览器和监控室,以便及时监测和查看,并且存储装车的记录.通过装车自动控制系统,可以提高装车的速度和精度,提高工作效率和管理水平.

3.LC应用于煤矿井下自动排水系统中

将PLC应用于煤矿井下自动排水系统中,将PLC控制系统与PC监控设备两者结合,主要是为了实现煤矿井下排水系统的自动运行,不但可以实时地监测运行状态,提高其安全性、可靠性,而且还可以优化水泵的调度.自动排水系统拥有故障监测和保护功能,其中主要是对过流、过压、漏电和漏水保护等故障进行检测.对于水泵的运行状态,定期采集相关数据,自动记录故障的发生时间和部位,并且关闭电源,采取相应的补救措施,有利于对故障的分析和处理.

4结语

随着我国煤矿电气自动化的迅速发展,作为一种新型的通用型控制装置,PLC正被广泛应用于工业自动化控制系统中.在煤矿电气自动化过程中,PLC主要被应用于煤矿通风机的监控系统、自动装车系统和井下自动排水系统.将PLC装置与PC机、组态网结合应用,提高系统的自动化水平,不但可以提高设备的运行效率,而且可以减少成本、节约能耗,有利于提高煤炭生产的生产效率和安全性.