姚家松
淮河能源集团煤业公司军民融合项目部筹备组 安徽淮南 232000
摘 要：我国目前的经济发展速度飞快，煤矿产业一直专注于国家重点关注的社会经济体系建设，煤矿压风机充当矿山机械的重点设备，它是在工人工作时期提供新鲜空气的关键。本文主要从PLC的角度出发，探索自动控制煤矿压风机的系统及应用，为未来的煤矿运行提供可靠的技术支持，确保矿井运营的安全性与可靠性，并推动煤矿压风机自动系统的深入完善和发展。
关键词：PLC；煤矿；压风机自动控制系统；应用
引言
PLC全称为“可编程逻辑控制器”，该系统因用于工业环境中进而设计了数字运算操作电子系统，它是一个可编程存储器，在其内部存储中执行逻辑运算、顺序控制、计数、定时及算术运算等操作说明，通过数字或模拟输入输出控制各个类型的机械设备或生产过程。对于煤矿压风机自动控制系统完成参数采集、数据上传、有效自动控制等，为矿井作业安全保障建立了第一道防线。
一、浅析基于PLC下的煤矿压风机自动控制系统
从科学技术的角度来看，PLC是先进的信息技术程序，它是安装在机械设备上的标准STEP7软件[1]。它具有一连串设计完整的信息参数，可使用相关编程软件MICRO/WIN等实现编辑和操作，通过功能切FB/FC、组织块OB、数字快DB等对应用程序进行编写的有效科技手段。
在PLC中，西门子S7——200PLC是系统的核心组件，主要功能是控制场地，并包含多功能模块和人机接口，可以有效地实现特定操作中的因时性和因地性。PLC控制柜的焦点有触摸屏、空气开关、避雷装置、接线端子等，这是一种优化措施，便于精简运行与及时监控。PLC传感器是操作期间实时物理量的集合，但在特定操作中仍必须与场地传感器同步，从PLC传感器输出的电流标号是4mA-20mA，且发射信号取决于RVVP第二线电缆，并且PLC控制柜实现了气动自动控制系统中信号接收的分类。一方面PLC控制柜的实施促进了对管道流量及内压、排气温度与压力的全面监控，另一方面，实时监控数据的存档操作对报警信息查询和数据处理起积极作用，在某种程度上展现出了煤矿行业的自动化和智能化。
二、煤矿压风机自动控制系统工作原理研究
（一）煤矿压风机的工作原理
压风机也称为空气压缩机，它的工作原理是电机通过联轴器或带轮带动主轴旋转，使主轴上的齿轮带动从动轮齿轮反向同步旋转，而啮合转子跟随旋转，使机壳和转子间,构成一个完整空间，进而使气体进入该空间后被压缩并被输送出去，从而使整体出现完整的空气压缩传送过程。当气体进入该空间并被转子压缩和传送时，将在机壳另一侧形成一个新的空间，这个空间是另一部分新气体的压缩和传输，这两部分间的操作达到了鼓风的目的，即压风机的整体工作原理。煤矿行业的压风机重点利用压缩空气功能和风能，而工业生产中往往使用的螺杆式空气压风机具备效率高、损耗低、实用性强的益处[2]。
（二）煤矿压风机自动控制系统工作原理
在过去的煤矿工作中，压风机控制系统通常采用本地和附近的人工控制模式，这是通过水系统冷却方法实现的启动和停止，并且处于两级排气和水冷活塞模式，该形式压风机控制系统中的排气压力模拟表仅有一级或二级。在实际的煤矿施工中，基于风包压力的压风机的启停操作流程非常繁杂，这会大量消耗设备和劳力，并且工人常常因此而感到十分的疲惫。与此同时，压风机房噪音非常大、温度又很高，极大地影响着工人的工作质量及效率。此外，空气的压缩质量和效率同样也受到很大的影响。不仅使管理运行的时间不方便，而且维护率相对很高，从安全的角度出发，存在某些潜在的危险隐患。
三、基于PLC的煤矿压风机自动控制系统应用研究
（一）浅析PLC编程传感器作用
从煤矿行业的施工运营角度分析，在施工过程中实时的采集物理量应使用场地传感器和RVVP二线电缆，RVVP二线电缆核心功能是将信号传输到外部，然后再利用PLC控制柜来实现信号接收分类的目的。在此过程中，电流、电功率、温度等重要因素均基于PLC程序中的重点内容，传感器的安装区域划分为以下几种类型：（1）一台压力传感器和温度传感器安装在一级、二级气缸中，足以实现对压力参数和湿温度的有效监控；（2）在供电电路中，安装了查验设备和综合电量的启停传感器，以有效地监管和采集机电电压、电流、功率等数据[3]，还应确保集分站RS485接口和RS485总线实现连接；（3）压风机的齿轮油泵排油管和总管口出口应设置压力传感器，还需将冷水器和风包间压力传感器的设计符合标准，实现对分管压力和压风机油压的实时控制。
（二）压风机自动控制系统对PLC的运用
在煤矿行业的实际生产和制造过程中，压风机不能直接实现数据操作的有效显示，也不能直接保证工人作业的安全生产，但PLC程序能使矿井作业从技术根源上提升安全性和可靠性。PLC程序在煤矿压风机自动控制系统中的使用重点体现在风机的生产和开采作业中的运行和管理，实时数据监测和有效采集，推动风机自动控制系统中各个参数标准安全的上下限值管理，实现检测数据的数字化处理和有效输出。同时，基于PLC程序的煤矿压风机自动控制系统在处理或转换相应级别的报警信息时，可有效地推动煤矿行业矿井下综合检测技术的开展和扩展，并提供坚实的基础以确保安全。
（三）PLC控制柜的应用
如上所述，使用的PLC程序是西门子S7——200PLC的核心。主要功能是控制场地，它包括多功能模块及人机界面，还可以在实际操作中有效地实现因时性和因地性选择。其中，模块化结构采用Profibus等软件配置，属于使用通信接口的上级计算机之间的信息对话方式，具有技术可行性及配置优化的好处，还具有用于压风机保护和数据分割的自动控制功能。前文还介绍了PLC控制柜，主要实现对设备状态的实时监控，也方便了用户的使用，同时触摸屏使操作员可以高效地查询参数、采集数据，并且可以修改参数标准设置，它也达到了就地控制的目的，并使矿井作业的高效性目标提高了不少。
结语
综上所述，基于PLC的煤矿压风机自动控制系统提高了矿井作业的安全性和可靠性。跟传统的煤矿压风机控制系统相比，基于PLC的自动控制系统更加的先进，能够确保数据分析、上传、故障预警和自动控制的及时性和一体化，为开发开展煤矿领域数字信息化打下了坚实的基础。与此同时，PLC等相关技术的广泛应用也推动煤矿行业的智能化和自动化进程，为煤矿企业的机电设备提供了宽广的远景。
参考文献：
[1]田春艳.盘山电厂机组设备管理研究[D].工业工程，2013.
[2]李晓光.关于PLC的煤矿压风机自动控制系统[J].机械管理开发，2016(8):96-98.
[3]吕瑞腾,查守华.基于PLC的煤矿压风机自动控制系统研究与应用[D].山东工业技术，2017(17):1.