山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东省莱州市261400
摘要：矿山提升机在采矿行业中承担着提升矿物、运输人员和物量上下等方面的任务，是矿山生产作业中十分重要的生产设备。提升机电力拖动系统性能的好坏如何，将直接关系到采矿企业财产安全和工作人员的人身安全。近些年来，随着自动化控制技术的发展，矿山提升机的传统控制系统已经逐渐升级改造成自动化的控制系统。相对于传统的矿山提升机来讲，自动化控制技术有着更强的稳定性、简单易操作，有力的提升了安全性能和节能水平，极大地提高了企业的经济效益。鉴于此，文章对PLC技术在金属矿山提升机控制系统的应用进行了研究，以供参考。
关键词：PLC技术；金属矿山提升机；应用研究
1自动化控制的必要性
随着社会经济的迅速发展，对各类矿产资源和质量有了更多的需求，使得矿企不得不提高生产效率，扩大采矿规模以满足日渐增长的采矿需求。对于矿山机电控制来讲，对矿山提升机进行自动化技术改造和升级，能够极大地提高铁矿的采矿量，从而提升采矿的整体效率。自动化控制技术能够对矿山提升机的控制操作进行优化配置，实现操作流程的整体简化，这不但能够保证采矿体系的稳定运转，还能减少运作时需要的人工数量，从而起到节省生产成本的效果。同时，由于运作体系中人工参与的比率降低，能够最大程度的降低操作失误问题出现的概率，提高生产安全水平。即便是出现了生产事故，不但能减少人员伤害情况的出现，还有利于工作人员的疏散和搜救。
2PLC控制器的强大功能
PLC控制器是一种通过微处理器来对设备运行进行控制的数字化技术。通过PLC的控制技术，能够实现对许多设备的自动化控制，运用设备内部的微处理器的精准控制功能，实现控制指令的自动接收和自动执行，减少因人为操作不当问题的出现，减少运行故障的产生，全面提高设备操作的便利性和精准性。由于具备强大的自动化控制功能和操作的便捷性，PLC控制器已经在工业生产中得到了广泛应用，有力地促进了国内工业自动化发展的进程。由此可见，PLC控制器在矿山提升机自动化控制发展中也起到重要的作用，这对提高矿山的产能和效率有着积极的意义。通过新型的PLC控制器来全面替代传统的继电控制器，提升矿山提升机的自动化程度，这在采矿行业中已经成为一种主要的发展趋势。在矿山提升机设备里内置PLC控制器，将其整合到矿山提升机的操作系统，可以全面提高提升机的安全性和稳定性。在采矿过程中，通过对PLC控制器控制元件的操控，操作人员能够对矿山提升机设备的运转速度做精细化调节，使其能够以一种精准高效的状态运行，减少因人为操作失误而导致的设备问题。通过PLC控制器的应用，操作人员利用显示屏就能够观察到矿山提升机工作的实时动态，了解到矿山提升机的工况和运行参数变化。当提升机设备出现异常工况时，操作人员可以通过PLC控制器迅速发现故障位置，使得故障能够被及时、迅速地排除，避免因停机而造成的经济损失，从而促进矿企的经济效益的提高。
3、PLC与矿井提升机相结合
提升保护措施通过将PLC应用于矿井提升机中可以实现对于矿井提升机的控制与保护监视控制。通过使用PLC可以实现矿井提升机按照预定的力图和速度图安全的运行，并根据需要进行相应的运动。PLC在矿井提升机的监视保护功能主要有：超速监视、过卷监视、实时速度监视、过载监视等，当监视的对象发生故障时则及时通过报警回路报警并控制抱闸停车实现对于矿井提升机的保护。
4矿井提升机中的PLC保护控制
矿井提升机的PLC监控保护主要实现的是逻辑操作控制以及安全故障保护等两个方面的内容。PLC操作控制通过对监视接收到的信号进行相应的逻辑运算并根据运算结果输出相应的信号从而产生控制指令：如高压合闸、快开合闸、磁场合闸等，在保护方面，PLC通过对接收到的信号进行逻辑运算和判断，最后处理为：立即抱闸、提升到位抱闸、电气制动和报警等四类。PLC的集成度、可靠性高，在现代矿井提升机保护系统中应用较多。矿井提升机的后备保护主要实现的是对电动机、卷扬机和相关机构的检测，从而实现对于矿井提升机的保护。
4.1矿井提升机的安全保护回路
在矿井提升机中，安全回路对于矿井提升机的安全保护十分重要。总的来说矿井提升机的故障处理主要有三种方式：（1）故障信号报警。（2）事故停车报警。（3）紧急停车。同时为了更好地确保矿井提升机的安全，在安全回路中采用的是双线制安全保护回路，确保不论是在提升机或是安全回路本身发生故障时都能及时地实施安全制动。
4.2矿井提升机故障保护的PLC实现
矿井提升机运行过程中的监视最主要的是需要实现对于行程终端的监视，即减速段超速和过卷监视等。（1）过卷监视主要集中在硬过卷和软过卷两个方面，硬过卷是对于井筒行程开关进行检测，软过卷是控制系统根据绞车行程脉冲计算出的行程值和提升高度值进行对比，超出即进行报警，软、硬两种过卷监控共同实现对于矿井提升机绞车的安全保护。（2）在以往的钢丝绳滑动监视中依靠的是导向轮和传动控制器上所安装的测速机来实现对于钢丝绳的监视，随着数字技术的发展，现今的矿井提升机控制系统可以通过分别对安装在主滚筒和导向轮上的轴编码器信号进行检测来实现对于钢丝绳滑动的控制。（3）超速监视依靠的是在等速段对矿井提升机的运行速度进行检测，如超出最大速度15%则进行超速报警，并及时地对矿井提升机进行制动。通过在电机中使用编码器实现对于电机的速度与位置的控制。（4）矿井提升机安全保护中的方向监视依靠的是方向继电器，当对方向继电器设置一个转向时，提升机需要按照此方向运行，如果提升机按相反的方向运行则测速机的电压极性相反从而使安全回路动作。矿井提升机的安全保护中还有离站监视、停车监视以及速度调节器解锁监视等。
4.3矿井提升机PLC保护系统硬件组成
矿井提升机PLC保护系统由电源模块、CPU模块、I/O模块以及通讯模块等组成，电源模块将输入的交流电压转换成24V直流电压实现对于后续模块的供电，CPU模块主要用于控制总线上模块之间的数据传输与执行用户程序，输出模块主要实现的是将内部信号电平转换成控制系统所需要的外部电平信号，输入模块则相反。A/D模拟信号输入输出模块则实现将外部模拟信号（电压、电流、速度、温度）等转换成数字电平信号。通信模块主要实现的是与上位机的通信，将PLC通过各类传感器所采集到的信号传输给上位机，由上位机根据程序进行相应的逻辑运算。
4.4矿井提升机PLC保护程序的编制
西门子PLC主要将用户程序存放于已经编制好的“软件模块”中，其软件模块主要有：组织块（OB）、功能块（FB）、功能块（PC）、数据块（DB）等，根据矿井提升机操作保护系统的要求，在“软件模块”的选择上用户可以选择OB100、OB1、OB35、FC1、FC5、FC91、C92以及DB1、DB2等。其中，FC0、FC1和DB1、DB2等几个程序模块实现计数模块的脉冲计数任务，并将计数完成后的数值存储在DB模块中，用以实现CPU模块和计数模块之间的数据传输。FC5子程序块用来对输入到PLC中的操作信号和运行状态信号等进行逻辑处理及闭锁。FC91程序模块用来对输入到PLC中的模拟量进行处理。FC92、FC93、FC94等程序模块对输入到PLC中的故障保护信号进行存储和相应的逻辑处理，并依次进行相应的故障处理。OB100为PLC上电启动组织块，仅在系统上电启动后运行一次，在以后的程序循环中不再执行。
结语
综上所述，PLC控制器在矿井提升机电控系统上的应用，提高了矿井提升机各设备的运行效率，提高了矿井提升机运行的可靠性和安全性，大大地减少了查找事故原因、分析事故及排除故障的时间，最大限度地避免重大事故的发生。不仅使矿井提升机的自动化程度大为提高，而且使矿井提升机的控制水平跃上了一个新台阶。不仅提高了矿井提升的生产效率、创造了较高的经济效益，而且满足了现代化矿山生产建设的需要。
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