前言：当前，矿井作业的安全性备受关注，矿井提升机作为矿井生产中的关键设备，对其质量的要求也越来越高。在矿井作业过程中，矿井提升机的电机运转与切换十分频繁，电力传动特性较为复杂，提升机的运行稳定性对工作效率、人员安全等有着极大的影响。因此，通过应用PLC对矿井提升机电气控制系统进行改造，有助于保证设备运行以及生产的安全性，从而促进矿井的稳定发展。
1矿井提升机电气控制系统与PLC的相关概述
我国矿井提升机电气控制系统大多使用继电器接触器式控制系统，其应用时间比较长，且形成独有的控制特点。不过，在实际的矿井生产过程中，这种电气控制系统逐渐暴露出各种问题，例如系统故障频繁、系统不稳定、易受外界因素的影响等等，并且在开关机以及加减速期间，操作比较繁琐，很容易引发一些安全隐患。
PLC即可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作电子系统，能够对机械、生产进行监控，在工业中得到广泛应用。PLC的主要特点是编程比较简单、应用十分便捷、具有极高的安全性与可靠性，同时还具有自我诊断与控制的功能，在矿井提升机电气控制系统改造中有着极大的优势。
2矿井提升机电气控制系统改造的必要性
首先，矿井提升机电控系统存在一定的不足。系统中的元件比较多，例如接触器、继电器等等，占用空间比较大，并且在运行过程中会产生很大的噪音，具有极大的耗电量，故障频发，不具备较高的稳定性。在系统的运转过程中，罐笼的载重量会发生改变，在加速期间，与设定好的设计参数具有较大的差别，以至于无法保证罐笼准时停车。系统调节控制主要是依赖于磁放大器，所以，无法保证系统的稳定性以及精度。系统发生故障的时候，无法直观地显示出来，大大增加了故障排查的难度。提升机调速也存在一定的问题，在开停时，会产生很大的冲击，严重威胁人员的安全。
其次，基于PLC对矿井提升机电控系统进行改造具有极大的优势。在计算机技术的快速发展中，PLC得到较好的发展，其具有极高的安全性，且自动化程度非常高，广泛应用于现代工业自动化生产中。控制系统主要是PLC借助软件编程完成的，虽然控制功能非常多，但是线路操作十分简单，通过应用PLC对提升机电控系统进行改造，不仅能够将控制路线进行简化，占用空间也会随之减小，还由于其具有较高的可靠性，能够减少维修量，节省劳动力，提升系统的抗干扰能力，在初始阶段投资比较少，具有极高的性价比[1]。
3基于PLC的矿井提升机电气控制系统改造措施
3.1系统设备的改造要求
在矿井提升机电气控制系统中，PLC的应用具有极强的稳定性，不过，在具体改造过程中，应结合实际情况进行适当调整。首先，抗干扰性。矿井提升机在运转期间，系统很容易受到电磁干扰，严重影响设备的正常运行，所以，PLC型号应具有较好的电磁兼容性，系统部件应选择具有较好的导磁机能材料，这样一来，在提升机系统的运行过程中，便不会再受到电磁干扰。其次，矿井提升机在运行过程中，很容易发生故障问题，从而降低PLC的可靠性，其最主要的问题是在PLC的输入、输出设备接口处很容易出现故障，为了防止问题的严重化，有效采取冗余结构，当设备出现故障的时候，则可以启用备用装置，从而确保系统的顺利运行[2]。最后，当系统运转期间出现故障时，应选择使用模块式结构，促进修复工作的有效进行。当某个模块发生故障的时候，则能够快速完成更换和修复，在很大程度上确保系统的正常运行。
3.2改造后的总体设计
提升机电控系统改造之后的构成如图1所示，其中，主控系统使用两套模块化可编程控制器，具有众多指令和功能，且配置十分灵活，操作较为简单，能够满足实际要求；监控系统是由PLC以及两个轴编码器构成，监控PLC与主控PLC相互监督和保护。
图1提升机电控系统改造后的构成图
3.3PLC的选型与特点
矿井提升机电气控制系统使用三菱FX2N系列PLC，将以往的连线式逻辑控制加以改造，转变为PLC软件编程控制，在具体改造过程中，操作方式不发生改变，并且保留其中的开关、按钮等作用，控制方式是通过PLC完成控制，如表1所示，为系统选型方案。改造之后，主备PLC系统、上位机联合形成提升机电控系统，而上位机、下位机之间则借助通信模块进行通信[3]。
表1系统具体选型方案统计表
3.4改造后的应用效果
矿井提升机电控系统在经过PLC改造之后，在实际应用中具有极大的安全性、可靠性，为企业取得较大的经济效益。基于PLC来操作控制系统，虽然系统中的控制工作比较多，但是，控制路线较为简单，在PLC中有输入输出的回路，在这两者之间的回路中，安装保护装置，起到抗干扰作用，其运行方式主要是循环进行扫描。当控制系统在正常运行过时，在启停期间所产生的冲击比较小，并且能够有效控制速度，保证系统的稳定运转。同时，基于PLC改造之后，提供的故障检测程序能够对系统中出现的故障及时进行处理，一旦发生故障，检测程序便会启动，从而更加清晰地了解实际的故障现象以及设备的运行参数等信息。PLC还能够分模块管理，在管护方面十分便捷，系统的操作方式和以往相同，不仅操作简单，还能够减少劳动力，提升矿井生产效率以及生产质量[4]。此外，设备比较小、比较轻，在安装以及使用过程中具有一定的便捷性，并且系统在运行过程中的噪音也较小，有效地节省电量，促进企业经济效益的提升。
结语：在社会的快速发展中，矿井作业的安全受到较大的关注，对矿井提升机的要求也随之增加。由于提升机电控系统存在的问题较多，严重影响矿井生产工作，所以，基于PLC对提升机电控系统进行改造十分有必要。系统改造之后，不仅能够大大提升生产效率，还能够大幅降低故障的频率，减少设备的维修量，确保系统的安全与可靠，在提升系统整体性能的同时，有效地节省一定的成本投入。
参考文献：
[1]马腾蛟.矿井提升机电气自动化控制系统优化改造与应用[J].机械管理开发,2019,34(05):233-235.
[2]胡雪雪.冗余PLC控制的矿井提升机控制系统设计[J].科技视界,2020(24):146-148.
[3]李凤超.基于PLC的提升机控制系统设计[J].自动化与仪器仪表,2020(03):88-91.
[4]杨怀林.基于PLC和变频器的矿井提升机控制系统设计[J].电气技术,2017(05):121-123+128.
