摘要：目前，自动化技术已广泛应用于各个行业，其在煤矿开采中的作用不容小觑，大幅提高了煤矿开采生产效率及安全水平。基于此，本文重点论述了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;应用
随着经济的发展，煤炭资源需求与质量不断提高。为适应新形势下对煤炭资源的需求，必须不断改进生产设备和技术。PLC技术的应用提高了煤矿电气自动化的生产水平，解决了传统电力生产能耗高、可靠性差等问题，促进了煤矿业的协调发展。
一、PLC概述
PLC即可编程控制器，是计算机技术的一个分支，专门用于工业生产。PLC的结构包括电源、系统程序存储器、接口电路、CPU、通信模块和功能模块。具体工作原理为：
1、输入采样。PLC通过扫描收集需读入的数据及状态，然后将其存储在相应的映象区单元。采样完后，PLC能执行用户程序并刷新。在此阶段可输入任何数据。
2、程序执行。PLC按梯形图程序顺序从上到下、从左到右执行用户程序。在程序执行中，根据程序运算指令，通过逻辑运算或其他运算结果存储在相应的内部继电器中，然后刷新对应状态，以确定是否需执行相关指令。
3、输出刷新。扫描完后，PLC开始输出刷新。CPU根据映象区状态及具体数据锁存所有输出电路，然后输出驱动外部程序。
上述步骤是PLC工作的一个周期。PLC运行期间将重复上述步骤。
二、PLC技术优点
1、可靠性及抗干扰能力强。PLC具有强大的自诊断功能，若工作中出现错误，PLC可及时给出出错信息。PLC还具有很强的抗干扰能力，软硬件都有严密的抗干扰措施，在硬件方面，如使用滤波、屏蔽和隔离等硬件措施;在软件方面，如信息保护与恢复、故障诊断与检测、警戒时钟设置等软件措施，采取全面抗干扰措施，提高抗干扰能力。
2、通用性强。PLC具有很强的通用性，可与各种硬件设备兼容，满足各种要求的自动控制系统需求，无需自行设计及制作硬件设备。
3、功能性强，适应面广。现代PLC功能强大，能进行传统的逻辑运算，具有计时、计数、顺序控制等功能，还能进行数字量和模拟量的输入输出转换，实现自诊断及检测功能，实现人机对话，控制单机及生产线，以及控制整个生产过程。
4、编程简单，易于掌握。大多数PLC采用梯形图编程方式，线路清晰。工作人员可通过阅读PLC用户手册或经短期培训掌握梯形图编程控制程序。PLC简单易学，易于接受理解，对工作人员专业基础要求低，减少了学习工作量。
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设备，其结构相对紧凑、坚固、体积小、重量轻、功耗低。由于其自诊断能力强、抗干扰能力强、维护方便，是实现工业自动化系统的理想控制装置。
三、PLC技术在煤矿电气自动化控制中的应用
1、PLC技术在提升机中的应用。随着时代的发展，各种技术都取得了一定的突破，PLC就是其中取得了良好发展成果的一种。通过分析煤矿开采的具体环节，发现仅使用传统的杠杆作用已不能满足当前需求，PLC技术开始逐渐进入人们的视野，为旧起重机提供了发展机遇，为其改造带来积极影响。改造中通过PLC相关技术的合理使用，关键是变送器，改造旧起重机主要通过大功率汽轮机变频器及可编程控制两个系统进行：①先要规定旧起重机必须保留部件，如直流发动机等起重设备。在试验过程中，若零件可连续使用，则无需更换，这样能节省改造成本，避免浪费。②根据现状，拆除旧平台，合理组织新的操作平台，明确过渡状态，合理增加一些装置，可促进旧系统的转换，快速实现新系统的设计。刚完成安装后不能立即启动，需一个调试周期。在此期间，若一些问题妨碍新系统的正常运行，则可使用旧系统临时替换，以继续相关工作。
在系统改造过程中，必须重视技术人员的合理选择。若能保持高水平人员的长期稳定，将对系统改造有着重要而积极的影响。既能严格控制改造质量，又便于事故时的维修，在安装相关设备的过程中，要注重监控工作的实施，为工作的正常状态提供保障。在对传感器记录的检测及跟踪测量参数过程中，采用在线送电测试，通过PLC对装卸系统进行在线调试，以减少所需时间和次数。在此基础上，进一步达到简化工作的效果。
2、PLC在带式输送机上的应用。在带式输送机输煤系统中，PLC起着重要作用。根据PLC工作机制及特点，将PLC应用于带式输送机输煤系统，能提高带式输送机输煤系统效率，防止带式输送机输煤系统整个运行中的电能浪费。信号采集系统及处理系统是带式输送机的主要组成部分，信号处理系统由工控机、人机界面和PLC等组成。由于煤矿井下环境恶劣，电磁干扰强，PLC系统在煤矿井下具有很大的优势，同时PLC系统配置灵活，稳定性高，环境适应性强，抗干扰能力强。PLC工作主要采集现场信号，并通过相应运算对设备进行控制。控制系统软件由PLC、工控机和模拟量输入块组成。软件程序分为两类：系统控制与保护;操作系统也分为两种：手动、自动操作。手动操作是指操作员直接手动操作设备，自动操作是指通过工控机启动及停止设备。
3、PLC在主扇风机中的应用。风机是矿井运行中的重要设备，其启停设备可分为手动及自动两种。必须满足合理化、统一化要求，才能为步骤安全提供相应的保障。对自动模式进行相应分析，其工作原理是工控机先发出相应指令，然后PLC接收并运行。
4、PLC技术在主排水泵中的应用。PLC技术在煤矿排水过程中有其自身优势，体现在主排水泵的功能应用上，实现了采煤机械的合理调度。主要功能包括：遠程通信、控制功能、监控功能和保护功能。排水泵PLC自动控制系统的主要组成部分包括电控设备、信号采集装置、通信接口、数据处理系统、网络传输、机房设备等。主排水泵系统主要分为以下层次：机械设备层，地面监控主站层和PLC控制层。在众多控制系统中，PLC系统功能相对稳定，不会因系统原因造成重大故障，在采煤设备保护和故障诊断方面具有较强优势。PLC系统不仅具有自控功能，还具有人工控制功能，若PLC系统出现故障，无法继续正常运行，则不会影响水泵的启动。PLC系统还具有故障复位、界面切换和系统巡查等功能。
5、PLC技术在设备集中控制中的应用。PLC在煤矿企业设备集中控制系统中的应用主要体现在综采工作面设备集中控制系统和煤炭地面筛分系统中。煤矿综采工作面包括采煤机、转载机、破碎机、带式输送机等多种设备。结合综采工作面生产工艺，PLC集中控制系统可实现设备启停的集中控制和设备运行参数及状态的集中监视。PLC的应用不仅保证了综采生产全过程的安全，而且有助于提高生产效率，节约生产成本。PLC集中控制系统也广泛应用于煤炭筛分系统中，煤炭筛分系统包含许多设备，PLC集中控制系统主站建成后，需建设多个PLC系统分站，PLC控制系统主站与各分站进行通信，实现对煤炭地面筛分系统设备的集中控制。
总之，煤矿机电控制系统作为煤矿开采中的重要系统，在煤矿开采中起着重要作用。随着煤矿企业及科技的进步，越来越多的科技被广泛应用于煤矿机电控制中。PLC作为一种新兴技术，能在很大程度上解决煤矿企业生产中的各种问题。
参考文献
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[2]魏金玉.PLC在煤矿电气自动化过程中的应用[J].河南科技，2019（07）.