PLC技术的矿山机电控制系统设计探讨
陈志达
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陈志达,. PLC技术的矿山机电控制系统设计探讨[J]. 矿山工程与技术,2022.9. DOI:10.12721/ccn.2022.157199.
摘要:
经济的快速发展,科学技术水平的日益提高,使其对矿产资源的供应提出了更为严格的标准和新的需求。而在对矿山进行开采活动时,为了能更好地满足日益提升的生产需求,就需要进一步提高机电控制系统的运行效率。而PLC技术作为控制系统中的核心技术之一,通过对其的科学应用,可以更好地发挥出该技术的显著优越性 ,以推动矿山机电控制系统的进一步发展。基于此,本文以PLC技术为切入点,来进一步分析矿山机电控制系统中PLC技术的实现,从而更深层次地探讨矿山机电控制系统的软件设计以及相关的注意事项,希望能为我国在该领域提供一些参考和建议。
关键词: PLC技术;矿山机电控制系统;设计探讨
DOI:10.12721/ccn.2022.157199
基金资助:

前言:在矿山机电控制系统中,应用PLC技术一方面可以提高各类机械设备的运行效率,另一方面还能最大限度地避免机电设备出现相关的故障问题,进而在此基础上实现矿山机电控制系统的安全稳定运行,从而在提升矿山机电控制水平,推进矿山行业可持续发展的同时,还能为我国经济社会的发展注入更多的活力与动力[1-2]

1. PLC 技术

1.1PLC 概述

PLC技术具体是指以微处理器为核心的一个电子设备,而且其应用范围也是非常广泛的,这是因为其内部含有可编程的存储器,所以在应用该技术的过程中,可以借助存储器来实行顺序控制,数据计算等命令。不仅如此,由于该技术可以对系统自带的输入、输出接口实现有效利用,所以该技术可以应用到各种工业现场的场景,以实现其的自动化运作目标。

PLC技术是一项综合性非常强的技术,这是因为它是继电接触技术和微机技术的结合体,所以与传统的技术相比,它拥有更高的准确性和有效性以及更为优质的稳定性和逻辑性,由此可知,PLC技术既克服了传统继电控制系统中的相关缺点,又进一步发挥了微处理器的显著优势。除此之外,在应用PLC技术的过程中,软件编程这一领域的工作人员即使不掌握某种计算机程序的设计技能,也可以完成相应的工作,这是因为在该技术的应用之下,可以以继电器梯形图为前提条件,来发布简单的指令形式,从而使工作人员可以更加直观方便地进行相关的学习。

总的来说,PLC技术具有语言简单、操作灵活、自动化程度高,接口技术成熟等优点,而这也是该技术应用领域扩展的主要原因。特别是对于矿产资源的开发,应用PLC技术,可以进一步提升矿山机电的自动化水平和一体化程度,进而在此基础上为我国矿产行业的繁荣发展提供强有力的保障。

1.2PLC 工作原理

第一,输入采样。首先要对系统输入的数据进行读取和扫描,然后将其存储到系统的输入输出模块中。输入采样可谓是PLC 最为基础的操作,因为当完成数据的录入工作之后,系统的输入输出模块内的数据就不会随着后续数据的输入而发生变化,那这个时候系统就会被定性。第二,用户程序执行。在执行该操作时,以梯形图为着力点,来扫描输入PLC 控制系统中左边的电子线路,从而通过系统的逻辑运算,来进一步刷新控制系统内部的线圈情况。并且需要注意的是,由于系统的输入输出模块中所录入的数据已不能改变,所以在执行用户程序时,要先明确采用I/O命令是否能直接存储I/O。第三,输出刷新。这也是PLC最后一个操作步骤。首先,系统需要依据前面所存储的模块数据,来不断刷新系统的中心处理器,并在此基础上进行锁存输出,然后通过输出电路,来驱动控制所接的外部机电设施[3]

2. 矿山机电控制系统中PLC技术的实现

首先,从PLC技术的控制流程来看,通过应用该技术,可以借助传感器处理单元来接收控制系统中某种传感器输出所给的信号,并将相应的数据信息存放到寄存器中,进而通过信号转换单元,来将其转换成控制系统中能够辨识的信号形式。随后计算模块中应接收到信号转换单元所输出的信号,以在此基础上完成数据处理。然后应将得到的转速传到控制单元中,并在立足于运转速度的基础上,使外部机电设施能够实现自动化操作。而在此过程中需要注意的是,因为PLC会限制外部设施的转速,所以有可能出现绞车超速的情况,那么这时PLC控制系统会发出警告提醒,以确保工作安全。

3. 矿山机电控制系统硬件设计

3.1控制器设计

控制器的主要部件包括电动泵、电磁阀以及主控芯片和一些传感器。而这其中主控芯片是整个控制器中非常重要的构成部件,所以在对主控芯片进行选取时,一定要充分考虑接口设置、工业性、处理单元、封装规格等一系列因素。而对于主控制芯片来说,选取好的控制系统设计,是其成功的关键要素。这是因为好的控制芯片,能够确保控制器整体性能都处于非常好的状态之中,从而在提高工作效率的基础上,还能够有效控制成本的消耗,所以我们要在此基础上制定一个完备的芯片选择方案,以实现对设计环节的简化。

纵观整个控制器,不管是对两个电磁阀通断的管理控制,还是对电动泵调速的管理控制,都是主控芯片的核心功能,而这也就要求主控芯片应该具备较为优质的控制水平。并且在设计控制器时,因为其的目标就是实现自动换挡,所以应在立足于转速信号的基础上,使主控芯片具备更加精准、全面的信号处理水平,以使控制器能够非常快速的响应信号。

而对电动泵来说,高速光耦和MOS会一起构建成驱动电力,从而在PWM模式的辅助下实现驱动,进而借助PWM的驱动来调速电动泵。不仅如此,高速光耦最大的功能就是对MCU信号和电动泵驱动的电路实行隔离。与此同时,光偶还能够通过控制器所发出的一系列信号来对电动泵实现有效控制。

3.2电源设计

电源的主要功能和作用就是对控制器以及外部的控制部件给予足够的电力。而通常情况下,控制器是在弱电的状态下运行,所以其的运行电压并不高。但是外部机电设备确是在强电的状态下实现运作,所以外部控制部件很容易会对控制器造成影响。而要想解决这一问题,降低外部机电设备对系统控制器的干扰,就应该在设计的过程中,有效隔离外部控制软件和控制器所涉及的电源以及相关的供电电源。

4. 结语

综上所述,通过探讨PLC技术的矿山机电控制系统设计,可以最大程度地发挥机电设备的管控功能,进而通过对PLC技术的科学应用,来提高控制效率和管理质量,以在此基础上实现矿山机电控制系统设计的协调发展。

参考文献

[1]谷健.基于PLC技术的矿山机电控制系统设计[J].河北农机,2019(6):69.

[2]党仕梅.基于PLC技术的矿山机电控制系统设计及实践[J].世界有色金属,2018(18):33-34.

[3]鲍捷,欧仁侠,陈洪斌.PLC技术的应用对矿山机电控制的影响[J].世界有色金属,2018(17):28,30.

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