自动化技术在矿山机电控制中的应用简析
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作者:向国田
摘 要：该文主要通过对自动化技术应用原理的简介以及对自动化技术在具体的矿山机电控制应用中的实际分析，得出自动化技术相较于传统机电控制技术的优势所在，同时，为了对自动化技术可以带来的应用效果进行反应，重点讨论了提升机电设备的综合效能、改造胶带输送机装置、提高矿山主排水系统可靠性这3个方面，通过这3项技术的改变和创新，必然可以提高矿山井下的机电设备的可靠性。
关键词：自动化技术 矿山机电控制 PLC技术
中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）02（c）-0001-02
众所周知，矿山的井下开采工作离不开各式各样的机电设备，因此需要针对这些机电设备进行有效的控制和监管工作，这既是保障生产效率，同时也是对井下所有工作人员安全的负责。自动化技术在矿山机电设备的管理工作中应用由此应运而生，矿山开采企业如果可以合理地使用自动化技术来对井下机电设备进行控制和监管，就可以从根本上解决目前矿山开采企业普遍具有的高能耗问题，同时也可以响应节能环保的国家要求，所以目前的矿山开采企业有非常大的必要去使用自动化技术来进行机电设备的管理。
1 基本技术原理
目前，使用最多的自动化控制技术主要是简称为PLC的可编程逻辑控制器。PLC主要是建立于网络化基础的通过特殊电子运算装置完成的自动化技术，PLC主要通过依附于硬盘等存储设备以及计算机其他运算设备来实现对于既定算法的逻辑运算或者顺序运算等，通过对各项操作指令的严格执行来完成工作，因此，自动化技术在矿山机电设备管理运行过程中首先就需要完整的整个矿山开采工作的流程，并且通過数字化的模拟手段进行计算机程序的模拟编程。自动化技术PLC从运行角度来看，就是通过与外围机电设备的密切配合来实现整个生产流程完整度和设备逐渐配合度的有效提高。因此，相较于传统技术，PLC技术具有更高的拓展潜力和效率。
在当前的工业生产中，PLC是一种具有良好可靠性的自动化技术，而且PLC技术相对应的编程技术较为简单，PLC的组成主要包括输入以及输出接口、外接的电源模块、中央处理器以及存储器等。在具体应用过程中，可以通过使用电源总线以及地址总线等外部设备实现各个模块之间的连接，保障PLC的正常运行和编程语言的正确执行。PLC在配置模块的过程中，由于其本身具有较高的完整性和严密性，其中的固定模块绝对不能随便拆卸，否则可能导致整个系统的崩溃，在配置模块的过程中要严格依照技术规定进行安装。
2 自动化技术的独特优势
与其他生产行业相比，矿山开采工作的工作环境较为恶劣，除了黑暗和高温，同时会存在水害和瓦斯等灾害，不仅仅会对人体造成危害，甚至会导致瓦斯爆炸事故。机电设备在这样的环境中运行工作，需要进行复杂的操作，稍有不慎，极有可能造成事故的发生，而传统的人工操作机电设备的工作模式就大大增加了设备出现问题的概率，且运行成本高，因此，自动化技术在矿山开采机电设备中的应用具有很高的效益，其与传统技术相比，自动化技术的严密和高效性通过各项技术的有效结合，将生产效率有效提高，同时，多种多样的组合性特征使得工控模块可以更好的发挥作用，在实际生产中创造更大的经济效益。在实际生产过程中，机电控制往往需要众多工作模块的密切配合，不可能出现一劳永逸的工作方式，因此这就需要明确的编程流程和控制，但是这样的特点同时也为企业工作人员提供了简便的操作模式，只要前期PLC编程工作良好的完成，在此之后的工作流程就会大大简化，操作人员就不必需要各类繁琐操作了。
矿井下恶劣的工作环境可能会对PLC控制下的机电设备产生一些干扰，为了降低和避免环境产生的不利因素，在机电设备中通常会加入一些可靠度高的抗干扰模块，同时在PLC中加入一些稳压以及屏蔽的模块，双管齐下，最大可能降低不利干扰因素，除了从模块方面入手，还可以通过一些外部辅助设备，例如，在机电设备外部装设具有良好抗震性能的外壳来降低甚至消除外界因素对于机电设备的影响和干扰，保证各类机电设备即使处于恶劣的工作环境中，也可以较长时间的完成平稳运行。所以，在PLC控制下的机电设备，可以拥有很强的抗干扰性能，提高生产安全性。
3 具体的技术应用
在当今自动化的大背景下，自动化技术与机电控制联系越来越密切，并得到了很大改进。利用自动化模式以实现机电控制，比其他操作模式更加简便，实效性更好，非常适合矿山井下生产工作。此外，自动化技术与矿山机电控制紧密结合起来，还能有效防止外界因素干扰井下生产，所以对于自动化装置的完整性的保护非常有利。矿山机电控制主要采取以下几种自动化技术途径和措施。
3.1 提升机电设备的综合效能
机电设备在矿山生产过程中有着非常重要的作用，特别是在今天这个机械化及自动化时代，在井下生产工作过程中，有非常多类型的机电设备，相对应的，与机电设备相关的自动化机电控制类型也多种多样。比如，在过去，操控矿山提升机的控制系统，通常借助继电器和接触器组合控制，这一传统操作控制模式，可靠性差，操作难以控制，事故频繁，对生产影响较大，同时，用人多，维修量大，运行成本巨大。为了提高提升机运行的可靠性，节约成本，保证矿井的安全生产，改善现状，改造为了PLC控制的变频调速提升机电控。改造后的提升机电控系统，保护功能齐全，操作简便，事故率非常低，同时节省电能，各方面效能都有所提升。
3.2 改造胶带输送机装置
近些年，在井下开采作业中加入了胶带输送机装置，而通过在胶带输送机装置中使用PLC技术，可以进一步促进一体化进程中对于机电液控制的改良，新型的胶带输送机装置可以通过对传感器和输出轴的实时监控，达到对于整个生产进程各项数据的采集和监测的目的，这样一来，当井下作业出现问题时，控制中心就可以对电流总量进行实时调节，从而有效地保障生产的安全进行。 3.3 提高矿山主排水系统的可靠性
目前PLC技术在矿山机电设备中应用广泛，在提高矿山机电控制中数据准确性方面有着重要作用。与此同时，通过PLC技术的有效应用，大幅度提高矿井机电设备的自动化水平，减少了操作员工，保证了设备的安全运行。如矿山主排水自动化控制系统，就是通过PLC技术的有效应用，让矿山井下的水泵能根据井下水仓水位的高低自动开停水泵，同时，还能通过设置的相关传感器，获取水泵运行的相关参数，自动判断设备的性能，这样一来，就使矿山的排水系统可靠性大大增加，保证了矿山的安全。
4 PLC技术在矿山机电控制应用中的注意事项
第一，对于PLC 技术的应用，最为关键的是加强对现场温度的控制，通常来说工作环境温度要控制在0℃～55℃范围内，否则，无论是温度偏高，还是温度偏低，都会造成系统出现老化以及电路损坏方面问题，使系统发生故障的可能性大大增加。所以要保持工作现场处于通风与常温状态，从而保证设备的正常运行。
第二，设置独立的接地极，减少电磁干扰，受到电磁干扰的影响，PLC技术会发生程序错误，给设备运行带来不利的影响，因此，要减少电磁干扰对工作现场的影响，就是要设置独立的PLC控制系统接地极，避免设备发生故障。
5 结语
综上所述，在经济高速发展的当下，能源的采集效率是可以有效地促进了社会发展的重要因素之一，传统的矿山开采中的技术具有很大的限制以及较低的容错率，显然已经不再适合自动化技术日益发展的今天，自动化技术由于本身具有的技术优势已经逐渐在各行各业得到了良好的应用，除了提高生产效率，在很大程度上可以降低矿山开采企业井下作业的运营成本，提升综合效益，就目前我国国内的情况来看，已经有不少企业开始重视PLC在井下机电设备控制中的應用，但是与之相配套的自动化措施还有待提高和改进，这就需要国内企业放眼未来，通过与外企合作或者聘用相关技术人员进行开发的方式来今早完善PLC技术，确保井下生产节能效益的提升。
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