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PLC技术在煤炭工程电气自动化中的运用
PLC技术是一种基于微处理器的数字化集成电路的控制系统技术。
它具有高可靠性、
可扩展性强、灵活性高、程序可修改等特点，非常适用于煤炭工程电气自动化系统。
下面
将结合具体应用场景，介绍PLC技术在煤炭工程电气自动化中的运用。
PLC技术可应用于煤矿井下的安全监控系统。
煤矿井下环境复杂，存在着高温、高湿、高甲烷等安全隐患。
PLC技术可以实时监测井下各个环境参数，并通过传感器采集的数据
实时反馈给监控中心。
一旦发现异常情况，PLC系统可以及时做出响应，例如自动切断电
力供应、发出警报等，有效提高煤矿井下工人的安全。
PLC技术在煤矿选煤厂中的运用也非常广泛。
选煤厂是将采掘下来的煤炭进行物理或
化学处理，将煤和煤矸石进行分离的过程。
传统的选煤厂需要大量的人工操作，效率低下
且存在安全隐患。
采用PLC技术可以实现选煤过程的自动化。
通过在PLC系统中编写逻辑
控制程序，可以实现煤炭的输送、分选、清洗等过程的自动化控制。
PLC系统可以根据不
同的参数和要求，实时调整设备的工作状态，有效提高选煤厂生产效率和质量。
PLC技术还可以应用于煤炭工程中的能源节约控制。
煤炭工程中存在大量的能源消耗，如电力、水力等。
采用PLC技术可以实现对能源的智能控制和管理，通过监测和分析能源
数据，不断优化能源的利用效率。
在煤矿井下可以通过PLC系统实现通风系统的自动调节，减少能源的浪费；在选煤厂中，可以通过PLC系统实现输送带、振动筛等设备的自动开关，降低能源的消耗。
PLC在煤矿电气自动化过程中的应用PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用于工业自动化领域的控制设备，它能够根据预先设定的程序和逻辑来实现对电气设备的自动控制。
在煤矿电气自动化过程中，PLC的应用发挥着重要的作用。
PLC在煤矿电气自动化过程中可以实现对整个生产线的集中控制。
煤矿生产线通常包括开采、运输、破碎等环节，而这些环节的控制都可以通过PLC来完成。
当运输机械中的传感器检测到物料过载或堵塞时，PLC可以根据设定的逻辑判断进行相应的处理，如停止运输机械的运行或者报警提醒操作人员。
这样，不仅可以提高生产线的安全性，还可以避免生产线因故障导致的停工时间。
PLC在煤矿电气自动化过程中可以实现对多个设备之间的协调控制。
在煤炭破碎系统中，需要对给料机、破碎机、输送机等设备进行协调控制，以保证破碎效果和生产效率。
通过PLC中的定时器、计数器等功能模块，可以实现设备之间的协同操作。
当给料机运行时间达到一定时间后，PLC可以自动控制破碎机启动，同时控制输送机运行，从而实现设备的有序协调工作。
PLC还可以实现对煤矿电气设备的远程监控与调控。
通过在PLC中添加通信模块，可以与上位计算机或者远程监控中心进行数据交互。
这样，操作人员可以通过上位计算机对煤矿电气设备的状态进行实时监测，并对其进行远程控制和调整。
当监测到给料机的负荷过大时，可以通过远程控制降低给料机的速度，以避免设备的过载运行，同时提高设备的使用寿命。
PLC还可以实现对煤矿电气设备的故障诊断与报警。
PLC中可以设置各种故障检测装置，如电流、电压、温度传感器等，用于监测设备的工作状态。
一旦发生故障或异常情况，PLC会根据设定的逻辑判断进行相应的处理，如停机报警、显示故障码等。
这样，操作人员可以快速定位故障的具体位置和原因，并及时采取修复措施，以减少故障对生产造成的影响。
PLC在煤矿电气自动化过程中的应用非常广泛，可以实现对生产线的集中控制、设备之间的协调控制、远程监控与调控以及故障诊断与报警等功能。
浅析PLC技术在煤矿机电设备控制中的应用摘要：煤矿生产过程中，安全问题是首要关注的问题，加强机电设备的控制，从而降低煤矿生产事故的发生率。
对于煤矿机电设备的控制，PLC技术的应用，提升了机电设备控制的精准度，设备的安全运行，从而助力煤矿的安全生产。
本文重点研究PLC技术在煤矿机电设备控制中的应用。
关键词：PLC技术；机电设备；控制PLC技术在煤矿机电设备控制中有着广泛的应用。
PLC技术做为可编辑的控制器，有着安装简便，操作灵活，适用性强的优势，利用PLC技术实现对煤矿机电设备的精准控制，保障煤矿生产的效率和生产的安全。
一、PLC技术概述（一）PLC技术PLC技术又叫可编程的逻辑控制器，集合了计算机技术、自动化控制技术为一体，可以通过编程，输入操作指令，控制设备，保障设备稳定的运行。
相较于传统的开关控制，PLC技术有着明显的优势，可编程、可靠性强、功能的可扩展。
PLC技术有着很好的抗干扰能力，可以实现对现场信号数据的监督，实时监督设备运行的状态，保证设备的安全可靠。
（二）PLC技术在煤矿机电设备控制的优势煤矿机电设备控制过程中，应用PLC技术，有着如下的应用优势。
首先，实时性强。
PLC控制器可以实现数据的实时接收，将煤矿生产产生的各种数据，利用传感器接收数据，实时监督设备运行的状态，遇到异常数据，及时报警，可以快速地排除故障，保证设备的运转。
PLC技术可以根据实时情况，灵活做出调整，遇到复杂的情况，灵活调整从而更好地应对。
其次，可编程性。
PLC技术有着输入输出模块，可以灵活地进行操作指令的编辑，从而提升机电设备的控制精度。
PLC技术可以通过远程控制的方式，收集设备的运行信息，并通过网络与设备的联系，远程监控设备的运行。
例如，PLC技术在煤矿机电设备的使用，遇到突发情况，报警系统会第一时间将异常信息反馈给用户，让用户及时做出应对。
最后，可靠性强。
PLC控制系统，通过软件进行操作程序的编写，可以有效地减少硬件故障对于系统的影响。
煤炭科技 机电与信息化PLC变频控制系统在煤矿中的应用李 鹏(西山煤电集团公司东曲矿,山西省古交市,030200)摘 要 阐述了东曲矿PLC变频控制系统以PLC为核心,通过与变频器有机结合,构成自动控制系统,实现对高山水池液位及供水自动控制的具体实践。
关键词 水位控制 变频调速 组态监控 PLC AD/DA模块中图分类号 T D636 文献标识码 B1 课题的提出东曲矿井下供水系统采用静压供水,水源引自屯兰给排水公司,注入井口5000t泵房,通过5000t泵房加压泵送至井口高山800t水池,管路由西平硐送至3个加压泵房(东加压泵房、西加压泵房和局家洼泵房),再分别压送到马连岩高山水池、小沙岩高山水池和局家洼高山水池。
马连岩高山水池供一、三采区;小沙岩高山水池供二、四采区;局家洼高山水池供五、六采区;井口高山水池供+860水平。
其中的不足是加压泵房由人工向高山水池供水,不能保证供水的可靠性,而且不节能。
于是提出构建以PLC为核心的自动控制系统,既实现高山水池自动供水和远程监控,又节约了电能。
2 PLC相关技术发展现状PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
现代PLC具有完善的数据运算能力,可用于位置控制、温度控制和CNC等各种工业控制,加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
而且由于PLC采用现代大规模集成电路技术,采用优质的电子元件与合理的系统结构设计,内部电路采取光电隔离、数字滤波、故障诊断等硬件措施,具有很高的可靠性。
使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低,控制系统设计周期大为缩短,更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。
PLC技术在煤炭工程电气自动化中的运用PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的简称，它是一种广泛应用于工业制造领域的数字计算机，具有高效、稳定、可靠的特点，被广泛用于煤炭工程电气自动化控制系统。
PLC技术的应用使得煤炭工程电气自动化得到了快速、高效、可靠的控制，使得各项工作得以快速高效地进行，如封闭式煤场、皮带输送线等工作环节，PLC技术的应用使得这些任务的完成更加快速、高效和安全。
该技术在煤炭工程电气自动化中的应用与其它领域的应用不尽相同，其特殊性在于煤炭工程的特殊环境和工作条件，需要对PLC技术进行深度定制和运用，以达到更加优越的效果。
1. 煤场控制。
封闭式煤场是煤炭企业的重要设备之一，其性能的优劣对于生产效率以及煤质控制具有极大的影响。
PLC技术能够精准控制煤场的各种参数，比如风速、压力、煤温等，通过实时检测煤场中的参数，调节和控制煤场中的气氛和湿度，以保证煤的质量，提高生产效率。
2. 皮带输送线控制。
由于煤炭的原料需要经过多次运输和处理，因此皮带输送线在煤炭生产中是不可缺少的关键环节之一。
PLC技术能够实现输送线的自动化控制，自动调节输送线的速度，使得产量和质量得以最大化地保证。
3. 粉碎机控制。
煤炭粉碎机是煤炭生产中的重要设备之一，通过该设备可以使得煤炭块更加细化，从而更利于后续处理。
PLC技术能够精准控制粉碎机的转速、压力等参数，自动控制煤炭的生产过程，提高生产效果和质量。
4. 集中控制系统。
PLC技术可以实现煤炭生产的集中控制，从而使得数据的采集更加精准、快速，并且可以实现远程操控，真正实现煤炭生产的智能化控制。
总之，PLC技术的运用，能够使得煤炭生产的电气自动化更加高效、智能、安全，减少劳动力和物力的输入，实现节能减排、提高生产效率和质量的目的，具有重要的应用价值。
PLC在煤矿电气自动化过程中的应用随着科技的飞速发展，煤矿电气自动化已成为煤矿生产中的重要组成部分。
在煤矿电气自动化过程中，PLC（可编程逻辑控制器）起着至关重要的作用。
PLC是一种专门用于工业控制系统的计算机，能够自动监控生产过程，并根据预先设定的程序进行逻辑运算，以控制各种生产设备的运行。
在煤矿电气自动化中，PLC的应用不仅提高了生产效率，还确保了生产过程的安全性。
下面将详细介绍PLC在煤矿电气自动化过程中的应用。
1. 煤矿生产流程中的控制在煤矿生产流程中，需要对各种设备进行控制，以确保生产过程的顺利进行。
PLC可以对煤矿生产中的各种设备进行精确的控制，如输送带、破碎机、筛分设备等。
通过PLC，可以根据生产需求对设备进行自动化的开启、关闭、速度调整等操作，大大提高了生产效率，并减少了人为因素对生产过程的影响。
2. 安全系统的监控煤矿生产过程中安全问题一直备受关注，而且煤矿环境特殊，存在一定的安全隐患。
PLC可以实时监测煤矿生产过程中的安全系统，如煤气检测系统、火灾报警系统等。
一旦监测到安全隐患，PLC可以立即进行反应，并采取相应的措施，如自动切断电力供应，通知相关人员等，有效保障了煤矿生产过程的安全。
3. 数据采集和分析对于煤矿生产而言，数据的采集和分析至关重要。
PLC可以实时采集煤矿生产过程中的各种数据，如设备运行状态、温度、压力等。
这些数据可以帮助管理人员了解生产过程的实时情况，并作出相应的调整和决策。
通过对采集的数据进行分析，可以发现生产过程中存在的问题，并及时进行处理，提高生产效率和产品质量。
5. 节能和环保在当前提倡节能环保的大背景下，煤矿电气自动化过程中的节能和环保也成为了重要的考量因素。
PLC可以根据能源消耗情况和环境指标进行实时监控和调整，实现对生产过程的精细化控制，减少能源的浪费，降低对环境的影响。
PLC在煤矿电气自动化过程中扮演着不可或缺的角色，它通过对生产过程的精密控制和数据采集与分析，实现了煤矿生产过程的自动化、智能化。
PLC技术在煤炭工程电气自动化中的运用在煤炭工程中，PLC技术的应用范围非常广泛，包括输送系统、煤炭分选系统、煤炭磨煤系统、煤炭破碎系统、煤炭提升系统、并且还可以结合数据采集系统进行综合的自动化控制。
下面就以输送系统和煤炭分选系统为例，来介绍PLC技术在煤炭工程电气自动化中的应用情况。
一、PLC技术在输送系统中的应用在煤炭生产过程中，输送系统是一个必不可少的环节。
传统的输送系统由一台电动机驱动，通过皮带传动来将煤炭输送到目的地。
这种传统的输送方式存在着一些问题，例如：输送的稳定性不高、传统的电气控制系统易受环境影响、控制复杂度较高等。
为了解决这些问题，PLC技术被广泛应用于输送系统中。
PLC技术可以为输送系统提供精准的控制，使输送过程更加稳定可靠。
PLC系统可以根据需要调整输送速度、停止、启动等参数，能够对输送设备进行检测和控制，包括传动部件、核心设备、煤炭质量等等。
如果出现异常，则可以及时进行报警，并且可以记录操作过程中出现的问题，方便工作人员进行排查和处理。
这些功能的实现，可以大幅提升输送系统的安全和可靠性，提高煤炭生产效率和质量。
煤炭分选系统是煤炭生产过程中一个非常重要的步骤。
传统的分选系统难以满足生产效率和质量的要求，难以保证分选精度，存在一定的问题。
为了提高分选系统的效率和质量，PLC技术被广泛应用于煤炭分选系统中。
总之，PLC技术在煤炭工程电气自动化中的应用已经越来越普及，它的应用可以提高煤炭生产企业的自动化程度和生产精度，可以保证煤炭生产的安全、高效、节能和环保。
对于煤炭工程来说，PLC技术的应用是不可或缺的一部分，它的发展和应用将对煤炭工业的发展起到积极的促进作用。
PLC技术在煤矿机电设备控制中的应用分析PLC技术在煤矿机电设备控制中的一个重要应用是对煤矿输送系统的控制。
煤矿输送系统通常包括煤矿提升机、皮带输送机等设备。
通过PLC控制系统，可以实现对这些设备的自动化控制和监测。
PLC控制系统能够根据设定的参数和逻辑条件，自动调节设备的运行速度、运行时间等，从而实现输送系统的高效运行。
PLC技术在煤矿机电设备控制中还可以应用于煤矿采掘、破碎和筛分等工序的自动化。
在煤矿采掘中，通过PLC控制系统可以实现对采煤机、抽放设备等的控制，提高采矿效率和安全性。
在煤矿破碎和筛分工序中，PLC控制系统可以实现对破碎机、筛分机等设备的控制和调节，提高破碎和筛分的效率和质量。
PLC技术还可以应用于煤矿井下风机、水泵等设备的控制。
通过PLC控制系统，可以实现对风机、水泵等设备的自动控制和监测。
可以根据井下的气体浓度和温度等参数，自动调节风机的运行状态；可以根据井下的水位和水压等参数，自动调节水泵的运行状态。
这些控制系统的应用可以提高煤矿井下设备的控制精度和稳定性，降低运行成本。
PLC技术还可以应用于煤矿机电设备的故障诊断和维护管理。
通过PLC控制系统，可以实时监测设备的运行状态和各个参数，当设备发生故障时，可以及时发出警报并指导维修人员进行处理。
通过PLC控制系统，可以记载设备的运行数据和故障历史，供后期的维护管理和优化决策使用。
这些应用可以提高设备的可靠性和维护效率，减少故障停机时间和维修成本。
PLC技术在煤矿机电设备控制中有着广泛的应用前景。
它可以提高煤矿机电设备的自动化程度和控制精度，提高设备的生产效率和安全性。
PLC技术还可以提供设备的状态监测和故障诊断等功能，为设备的维护管理提供有力的支持。
PLC技术在煤矿机电设备控制中具有重要的应用价值。
S7—200PLC在煤矿空压机变频控制系统中的应用
针对煤矿空压机系统常规控制方案中存在噪声大、压力波动大、电能风能损耗多、自动化调控性能差等问题，采用先进调控策略进行节能升级改造尤为重要。
基于PLC+变频器的恒压变频调控方案，能够根据系统所需风量经变频器PID实时动态调节风机电机输入电源频率，实现煤矿空压机组的高精度、高可靠性的恒压供气运行，有效提高了空压机系统的综合自动化水平，且具有非常可观的节能降耗效果，系统升级改造应用效果整体较好。
标签：煤矿；恒压供气；变频调速；PLC
空压机作为煤矿企业重要的提供压缩空气的动力能源设备，为煤炭开采、传输、转运等过程中的所有气动元件提供必要的动力气源。
由于受传统设计理念、技改水平和技改资金等因素的制约，目前尚有较多的煤矿企业没有针对空压机系统实施自动化升级改造。
空压机作为常年运转设备，其常规的继电器直接控制方式存在启动电流大、运行效率低、电能风能等资源浪费严重、自动化调控性能差、供气可靠性低等问题，直接影响到企业的正常高效生产[1]。
因此，针对煤矿企业空压机系统现存的问题，经过深入研究和探討，对原控制系统进行节能升级改造，具有非常重要的意义。
1 传统继电器控制方式现存主要问题
在煤炭生产过程中，需气量会受到生产节奏的影响，当处于用气量少运行工况时，空压机电机长期处于非满负荷甚至是空载运行条件下，供气管网中的气压就会不断增加，当达到系统气压上限时泄压阀就会自动打开，造成大量电能和风能资源浪费[2]。
如：某煤矿企业的1台功率为160kW的空压机，其额定电流为300A，空压机在加载工况下其运行电流为240A，而在空载运行工况下其运行电流为108A，此时电机功率因素直接降到0.4左右，空载工况下的能源消耗约占满载能耗的55%，这就严重影响煤矿供配电系统的供电电能质量，同时还造成大量的电能资源浪费。
传统空压机其控制方式通常采用Y-△降压启动，启动时启动电流是额定电流的几倍甚至十几倍，巨大冲击电流对电网的冲击，严重影响供配电系统的稳定。
2 基于PLC+变频器的恒压变频节能控制系统方案
按照“供需平衡动态调节”节能理念组建调控系统，改善系统调控性能，有效提高煤矿空压机组的整体运行安全性、可靠性和节能经济性，提高煤炭生产效率和降低生产成本，具有很强的工程实践应用研究价值。
2.1 恒压变频节能调控系统逻辑组成
根据煤矿企业3台空压系统技术升级改造要求，通过安装在主管道上的压力传感器和压力变送器，将整个供气系统中的气体压力转换成变频器功能模块能够
识别的4～20mA标准的数字信号，经通信信号电缆传输到变频器单元的信号输入端口，与系统原设定的压力信号进行实时对比分析，并经PID调节功能形成对应的调控决策，控制变频器的电源输出频率，直接作用在电机上通过控制空压机的运行转速来达到“供需快速响应和动态调节”的目的。
PLC通过检测变频器调控状态，以判断系统所需启动的空压机台数，实现整个空压机系统在变频、工频等工况下的智能自动切换，完成整个煤矿供气系统压力恒定的动态反馈闭环控制。
采用PLC作为主要控制单元、变频器作为主要数据处理和电源调频机构，组建1拖3的恒压变频节能调控系统，如图1所示。
2.2 主要硬件设备选型
在煤矿空压机系统技术升级改造中，优选控制性能较优越的西门子S7-200可编程序控制器（CPU226），其输入输出I/O接点数为24输入点和16输出点。
配套选用西门子变频器MM420系列，具备过电压/欠电压保护、短路保护、电动机过热保护、电动机保护等保护功能。
为了实现空压系统温度过高保护、压力过高保护等控制保护功能，采用EM231型模拟模块和EM222型数字量模块作为PLC控制器的扩展功能模块，以完善空压机系统的变频调速控制功能。
MM420系列变频器与主干管道处的压力传感器、变送器等测控单元组成一个气体压力“测量→反馈→修正调节→测量→”的闭环控制，通过变频器内部PID形成对应的调控策略，通过输出与实际需风量相匹配的电源频率，来动态调节空压机电机转速，确保整个空压机系统长期处于最优工况，达到节能降耗的目的。
2.3 空压机变频-工频节能顺序调控策略
空压机系统在完成各项启动准备工作后，通过按下PLC启动按钮启动系统。
1#空压机先按照变频运行工况，转速从零不断上升，若达到空压机电源最大频率（48Hz），延时10ms后还未达到系统所需气体压力时，则将1#空压机自动切换到工频运行工况，同时启动2#空压机系统进入变频运行工况，若2#空压机达到电源频率上限，延时10ms后还未达到系统气压要求时，则将2#空压机切换至工频运行工况，同时启动3#空压机进入变频运行工况。
相应如果系统压力过大，则先自动停止1#空压机，然后停止2#空压机。
如空压机系统在运行过程中，出现故障报警、跳闸保护等，整个恒压变频调速系统将通过声、光等信号，提示相应的工作人员及时进行故障排查及处理，确保系统安全可靠的运行。
3 煤矿空压机系统技术升级改造应用效果分析
煤矿3台空压机组组成的供气系统，在采用基于PLC+变频器的恒压变频调速控制方案进行技术升级改造后，取得较好的应用效果，具体表现在以下几个方面。
（1）空压机系统供气压力得到有效保证，压力波动较小，恒定稳定性高。
恒压变频调速节能改造后，供气主干网压力始终保持稳定范围，其压力波动范围能够有效控制在±0.02MPa，供气可靠性高，确保煤矿开采各种气动元件性能的正常发挥。
（2）具有非常明显的节能降耗效果。
经过节能升级改造后，空压机电机长期运行在最优工况，启动电流较小，减小了对煤矿供配电系统的冲击；发热量大大降低，延长了空压机电机的综合使用寿命；降低了电能及风能浪费，通过合理的变频调控运行，确保整个空压机系统“按需”自动调节，经过3个月的用电统计分析，其综合节电率可以达到55%，节电效果相当可观。
（3）空压机系统综合自动化水平大大提高。
由于采用集成自动化功能优越的PLC和变频器，利用其自动调控及较强抗干扰和自我调节功能，可以有效提高系统调控自动化性能，操控简单、灵活方便，能够有效减轻操控人员工作强度。
参考文献
[1]王强，李齐权.变频技术在恒压供水系统中的应用[J].节能技术，2009，27（1）：87-88.
[2]金沙，耿惊涛.PLC应用技术[M].北京：中国电力出版社，2010.
作者简介：毛林（1984-），男，汉族，宝鸡人，本科，助理讲师，主要从事机电一体化项目的研究与教学，参加内蒙古自治区精品课程-西门子PLC应用技术的建设工作，为主要成员。
近年来对工业控制领域有一定的了解与研究，并作出了深刻的见解。
