1、浅谈 PLC 在煤矿生产中的应用摘 要PLC 控制系统在煤矿行业中起到的作用越来越重要，在煤矿生产中应用也非常广泛，能在恶劣环境下正常运行远超过其它电气控制器。 关键词PLC 电气控制 PLC 优点 影响 PLC 系统因素 中图分类号：T127 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0237-01 1 、概述 可编程逻辑控制器是一种专用于工业控制的存储器，简称 PLC。它和个人电脑上的 CPU 类似，都属于某一类系统上进行数据采集处理的核心，但使用范围和作用与一般 CPU 不同，而且 PLC 不像个人电脑上的 CPU 一样单单指一个 CPU，准确说它是一种控制系统，拥有
2、自己的 CPU，同时配置了各种功能面板和 I/O 口，可通过 I/O 采集模拟量、开关量等进行分析处理，同时拥有强大的可编程能力，一般利用梯形图程序中提供的各种软继电器即可实现一些复杂的逻辑控制，省去了传统的硬件式继电器复杂的接线盒经济成本。 它可以执行逻辑运算、数据编程、定时、计数、处理模拟量、人机连接等功能。伴随的科技的进步，PLC 起到的功能和作用越来越多，也越来越受到人们的重视。在煤矿行业中也同样起到了巨大的作用。在一些设备中更是起到了核心的作用如：采煤机、绞车、矿井提升机、刮板机等等。煤矿主要使用的 PLC 一般为三菱 PLC 西门子 PLC 两种。一般煤矿绞车使用的 PLC 多为三
3、菱厂家的，采煤机使用的多为西门子的，相对来言西门子的 PLC 更为先进、科学。PLC 的优点不胜枚举，可是它也有自己的缺点，它的缺点为：PLC 的体系结构是封闭的，各 PLC 厂家的硬件体系互不兼容，编程语言及指令系统也各异，当用户选择一种 PLC 产品后，必须选择与其相应的控制程序，并且学习特定编程语言。PLC 主要由中央处理单元、存储器、输入输出单元、电源、功能模块、通信模块等六部分组成。存储器包括系统存储器和用户存储器。各部分之间由内部系统总线连接。 2、PLC 的工作原理及其优点 它的工作原理一般分为三个阶段：输入采样、用户程序执行和输出刷新。 在输入采样阶段，PLC 以扫描方式依次地
4、读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 在用户程序执行阶段，PLC 一般都按从上至下的顺序依次地扫描各个程序。在扫描每一条梯形图时，按从左到右、从上到下的顺序对由触点构成的每条控制线路进行一些逻辑运算，并计算逻辑运算的结果，刷新逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态 在用户程序执行过程中，只有输入点在 I/O 映
5、象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在 I/O 映象区或系统 RAM 存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 扫描数据结束后，PLC 将会进入输出刷的新阶段。在这个时间里，CPU 按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新出所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。PLC 输出新的状态 PLC 在应用中具有以下特点： （1） 可靠性能良好和具有很强的抗干扰能力 在煤矿恶劣的环境下具有
6、良好的可靠性，不仅可以可以为煤矿的安全生产提供有力的安全保障，还可以为煤矿的经济起到了节省的作用。而且可以为维修、更换部件节省许多时间和精力。过去一些设备采用单片机控制，运行稳定较低智能化较低，传感器和继电器、综合保护装置易损坏，PLC 软件可以减少接触点，以致减少故障具有很强抗干扰能力，PLC 的环境要求低，不仅可以抗粉尘、抗冲击还可以在相对。所有 I/0 接口电路全部采用光电隔离，使煤矿外电路与 PLC 内部电路之间保证电气隔离。各个模块都采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。普通控制器有很多个元器件组成，其中任何一个出现问题都会影响其工作，而 PLC 控制可以使电路简化。 （2） 容易上手、维修
7、简便 PLC 在使用过程中可以通过输入程序或根据提示输入命令来完成工作指示。在其发生故障时，会显示出错误编码或故障灯来进行维修和处理，为排除障碍和找故障节约时间和精力，其接线端子连接外部接线更简单、容易上手，在高温下，该外壳不像塑料制品那样容易变形，还可以抗无线电频率电磁干扰、防火等。可以根据 PLC 上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。为了适应煤矿生产采用模块化结构，在采煤机上的单元式的小型 PLC均采用模块化结构，PLC 的各个部件包括 CPU 电源 I/O 等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，PLC 接线少维护方便。当
8、PLC 的一个模块出现问题，只需更换 PLC 的该模块，不需全部更换或修理，PLC系统体积小、重量轻、维修方便、拆卸容易。 （3） 功能多、具有良好的保护系统 可以根据屏幕显示了解设备的工作状况，包括其温度、电流、电压等等数据，便于监测与控制。具有记忆功能，可以保存一部分故障记录，可以通过这些记录了解其使用状况、维修状况，还可以积攒经验，更快的处理故障。PLC 的故障率很低并且具有完善的自我诊断和显示功能，一旦电源或其它模块发生异常状况，CPU 将立即采取有效措施，以防止故障扩大，PLC 的诊断功能主要靠得是编程器。PLC 具有计算机功能，但 PLC的安装不需要特殊机房和严格的屏蔽，其电源采用
9、性能优良的开关电源，一般采用电源采用直流电源和交流电源，给 PLC 电源供电多采用直流电源，这样可以避免谐波的干扰。 （4）影响 PLC 控制系统的因素 在煤矿中使用 PLC 要根据井下的实际环境来选择 PLC 的附属装置，电源引入的干扰。雷电的冲击、开关不合理的操作、大型电力设备突然启停等，都可以影响系统的正常运行，造成 PLC 系统出现故障。可以通过限制电压的波动，使其不造成对系统的影响，可以考虑采用隔离变压器或者使用低通滤波器、稳压电源来解决电源的干扰。 3、结束语 随着科技的发展，人们对智能化的需求越来越强烈、矿井生产包括采煤、掘进、通风、机电等多个系统都需要 PLC 电气控制系统。PLC 影响范围在不断扩大，其起到的作用越来越明显，相信未来在煤矿行业中 PLC的发展前景将变得更好、使用更加广泛。 参考文献 1 种肇新，彭侃.可编程序控制器原理及应用M.广州：华南理工大学出版社，2006. 2 周万珍，高鸿斌，PLC 分析与设计应用，北京：电子工业出版社，2004.
