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摘要：本文介绍了PLC技术在矿山机电设备和机电设备故障诊断中的应用。
关键词：PLC技术，矿山机电设备，故障诊断。
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：
一、PLC 技术在矿山机电设备中的应用
随着PLC 技术的不断发展，它几乎可以完成矿山机电设备控制领域的所有任务。而且在很多情况下，PLC 可以取代工业控制计算机作为主控器来完成复杂的矿山机电设备控制任务。从结构上PLC 可分为固定式和组合式两种，固定式是将CPU 板、显示板、内存块、电源、I/O 板等，这些部分组合在一起形成一个不可拆卸的整体。组合式是将包括CPU 模块、内存板、电源模块、底板或是机架和I/O 模块按照一定规则组装配置。无论哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O 能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC 在电气设备自动化控制中主要表现出以下特点：可靠性高，抗干扰能力强；功能完善，实用性强；易学易懂，应用普遍；维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低等。PLC 在电气设备中主要具有以下一些功能：开关量的逻辑控制、运动控制、模拟量控制、过程控制、数据处理、通信联网等。下面具体介绍一种PLC 矿山机电设备控制中的应用：井下风门自动启闭功能的实现。
井下风门的启闭一直是优化的方向， 目前井下使用的风门大多数是由人工操作的，而由于负压大，开门的操作力也相当大，这使得不仅开启和关闭准度不易把握，操作也极其不方便，而且还很容易损坏风门，从业人员的安全也得不到有效保障。鉴于传统技术诸多的不便和缺陷，我们将PLC 技术引入到井下风门自动启闭的功能实现上来，通过对井下风门结构的分析，我们采用远红外线传感器对来往的车辆进行动态检测， 把数据输送到PLC中， 利用PLC 自动控制的特点实现对井下风门的自动启闭，完成对风门的自动化控制，节省人力物力的情况下，还保障了车辆和人员的安全。
这项技术的大致原理如下： 当利用远红外线检测到风门需要开启時，PLC 就会把信号传送到二位五通双控电磁阀，电磁阀就会打到供气的位置，相应的气缸活塞就会向外运动，就会打开设在风门上的小窗。根据风门的结构设计，当小窗开启到与风门夹角成30°时，小窗就会被固定销挡住，无法继续打开，这时行走支点继续向前移动，从而带动风门开启。由于风门上的小窗已经打开，风门内外的压差基本消失，所以风门很容易就可以开启。当风门开启角达到90°时自动停止动作，车辆和行人可以通行。当检测到风门需要关闭时，PLC 将控制信号传输到二位五通双控电磁阀使其换向， 控制压气进入汽缸的另一端，汽缸的活塞带动行走部分向回移动，先是小窗被关严，然后带动风门转动，直到风门完全被关严为止。
从上面的技术原理我们可以看到，我们成功的把PLC 技术的自动检测和控制的特点应用到了风门的启闭中， 解决了以前人工不方便等缺陷。我们采用了小窗这个特殊装置，大大减少了风门内外的压差， 有效的减少了开启机构的强度和气缸的操作力，这也一定程度上提高了设备的使用寿命。
二、PLC在机电设备故障诊断中的应用
在机电设备中，一般情况下，主要涉及到的故障诊断分为三种，下面具体的说明。
2 .1 模拟量信号故障诊断
在机电设备中，PLC对模拟量信号的诊断与识别，主要是通过模拟量的输入与输出来完成。正如我们所知，模拟量工作模块其主要是依据就是A/ D转换原理，在工作过程中，模拟信号会通过输入设备到达到系统，结合在输出的模拟信号，采用PLC技术来加强对象控制，从实质上讲，就是将以系统极限值为参考，通过对模拟量的分析，进行实际值研究的一个过程。在分析时，若是实际值与极限值接近，那么系统的运行状态则正常；若是实际值与极限值相差太大，那么系统的运行状态则不正常。因此，对系统运行状态是否正常的判断依据应该以极限值与实际值的范围为标准，与此同时，还要根据实际情况，确定模拟量值，在相关的逻辑关系下，将模块上的开关量和输出位进行启支，进而主动地发出信号，从而得到准确的诊断结果，以便于对机电设备实现有效控制。
2 .2 开关量信号识别
在系统运行中，对于开关量的识别，诊断过程的完成主要是通过输入模块来实现。机电设备在PLC技术的控制下，其所对应的开关量必然会发生变化，并且还会与输入端形成有效的连接，如操作按钮、行程开关、温度、压力以及液位等等。另外，在内部电路中，PLC还可以对开关信号有一个很好的感知，且具有较高的灵敏度。为此，要想全面了解系统的运行状态，就可以通过输入端的状态值来进行分析，具体的工作原理如下：在对开关量诊断的过程中，其实就是对实际状态值以及输入状态值的比较的过程，在工作中，若是两者的值相同，那么工作状态则为正常，若是两者值不正常，那么工作状态则可能发生了故障。在诊过程中，这种诊断方法，是通过实时在线诊断来完成的，并且在诊断过程中，结合梯形图编程，不仅可以准确地定位设备和系统的故障情况，另一方面，可以在系统过程控制中，融入故障诊断，加强对机电设备的实时有效保护。
2 .3 中断方式故障诊断
这种方法的诊断原理主要就是利用PLC的输入中断源，接收系统或者设备的故障信号，其区别于上述两种方法最大特点就是系统发生故障时，CPU会立即作出响应，系统程序发生停止，但是主程序处于正常运行。一般而言，主要用到的PLC中断方式大致有以下几种：（1）间隔定时器：在程序运行中，由间隔定时器来实现中断，并且可以保证一定的精度；（2）输入中断：简单来讲，就在off转换为ON的时间内，进行中断处理；（3）高速计数器：这种方法的中断，中断快、可以当前执行。因此，在诊断时，要根据相关实际情况，合理选择中断方法，同时，要以故障对设备和系统的影响度为根本要求，合理确定中断方式，避免突发性故障的发生，进而引发更大的事故。
智能化故障诊断的实现。目前，在科学技术不断发展的过程中，计算机系统与P L C 技术进行了有效的结合，从而推进了机电设备的智能化诊断和管理，在实际应用中，主要从以下方面入手：首先，在传统的形式下，单纯的P LC技术是无法实现智能化的诊断的，为此，需要利用现代的通讯技术、网络技术，构建一个网络管理系统，做到取长补短，进行保证故障诊断的有效性、科学性以及合理性，其次，在诊断过程中，要充公发挥PLC的技术的优势作用，如对于一些故障严重的问题可以通过PLC来完成，如信号检测、逻辑判断等等，通过复杂的数据分析，完成人机的良好配合，从而有效地加强对设备的保护，同时，还要结合相关相关专业知识，对故障进行分析、判断和决策，提高决策的科学性和系统性。总之，机电设备的智能化诊断可以有效地提高诊断的准确性和效率，这也是未来诊断技术的发展方向和趋势。
三、结语
随着PLC 技术的日渐成熟，它独特的优势会让它有广阔的前景，对机电设备的应用和改造有着积极的意义。
参考文献：
[1] 王荣华，张燕斌. PLC技术在矿山机电控制中应用研究[J].现代商贸工业，2011（6）.
[2] 王荣华，张艳斌. PLC 技术在矿山机电控制中应用研究[J].现代商贸工业2011
[3] 王纯.浅析P L C技术在机电设备中的应用[J].科技与企业，2 012（12）.
关键词：PLC技术，矿山机电设备，故障诊断。
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：
一、PLC 技术在矿山机电设备中的应用
随着PLC 技术的不断发展，它几乎可以完成矿山机电设备控制领域的所有任务。而且在很多情况下，PLC 可以取代工业控制计算机作为主控器来完成复杂的矿山机电设备控制任务。从结构上PLC 可分为固定式和组合式两种，固定式是将CPU 板、显示板、内存块、电源、I/O 板等，这些部分组合在一起形成一个不可拆卸的整体。组合式是将包括CPU 模块、内存板、电源模块、底板或是机架和I/O 模块按照一定规则组装配置。无论哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O 能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC 在电气设备自动化控制中主要表现出以下特点：可靠性高，抗干扰能力强；功能完善，实用性强；易学易懂，应用普遍；维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低等。PLC 在电气设备中主要具有以下一些功能：开关量的逻辑控制、运动控制、模拟量控制、过程控制、数据处理、通信联网等。下面具体介绍一种PLC 矿山机电设备控制中的应用：井下风门自动启闭功能的实现。
井下风门的启闭一直是优化的方向， 目前井下使用的风门大多数是由人工操作的，而由于负压大，开门的操作力也相当大，这使得不仅开启和关闭准度不易把握，操作也极其不方便，而且还很容易损坏风门，从业人员的安全也得不到有效保障。鉴于传统技术诸多的不便和缺陷，我们将PLC 技术引入到井下风门自动启闭的功能实现上来，通过对井下风门结构的分析，我们采用远红外线传感器对来往的车辆进行动态检测， 把数据输送到PLC中， 利用PLC 自动控制的特点实现对井下风门的自动启闭，完成对风门的自动化控制，节省人力物力的情况下，还保障了车辆和人员的安全。
这项技术的大致原理如下： 当利用远红外线检测到风门需要开启時，PLC 就会把信号传送到二位五通双控电磁阀，电磁阀就会打到供气的位置，相应的气缸活塞就会向外运动，就会打开设在风门上的小窗。根据风门的结构设计，当小窗开启到与风门夹角成30°时，小窗就会被固定销挡住，无法继续打开，这时行走支点继续向前移动，从而带动风门开启。由于风门上的小窗已经打开，风门内外的压差基本消失，所以风门很容易就可以开启。当风门开启角达到90°时自动停止动作，车辆和行人可以通行。当检测到风门需要关闭时，PLC 将控制信号传输到二位五通双控电磁阀使其换向， 控制压气进入汽缸的另一端，汽缸的活塞带动行走部分向回移动，先是小窗被关严，然后带动风门转动，直到风门完全被关严为止。
从上面的技术原理我们可以看到，我们成功的把PLC 技术的自动检测和控制的特点应用到了风门的启闭中， 解决了以前人工不方便等缺陷。我们采用了小窗这个特殊装置，大大减少了风门内外的压差， 有效的减少了开启机构的强度和气缸的操作力，这也一定程度上提高了设备的使用寿命。
二、PLC在机电设备故障诊断中的应用
在机电设备中，一般情况下，主要涉及到的故障诊断分为三种，下面具体的说明。
2 .1 模拟量信号故障诊断
在机电设备中，PLC对模拟量信号的诊断与识别，主要是通过模拟量的输入与输出来完成。正如我们所知，模拟量工作模块其主要是依据就是A/ D转换原理，在工作过程中，模拟信号会通过输入设备到达到系统，结合在输出的模拟信号，采用PLC技术来加强对象控制，从实质上讲，就是将以系统极限值为参考，通过对模拟量的分析，进行实际值研究的一个过程。在分析时，若是实际值与极限值接近，那么系统的运行状态则正常；若是实际值与极限值相差太大，那么系统的运行状态则不正常。因此，对系统运行状态是否正常的判断依据应该以极限值与实际值的范围为标准，与此同时，还要根据实际情况，确定模拟量值，在相关的逻辑关系下，将模块上的开关量和输出位进行启支，进而主动地发出信号，从而得到准确的诊断结果，以便于对机电设备实现有效控制。
2 .2 开关量信号识别
在系统运行中，对于开关量的识别，诊断过程的完成主要是通过输入模块来实现。机电设备在PLC技术的控制下，其所对应的开关量必然会发生变化，并且还会与输入端形成有效的连接，如操作按钮、行程开关、温度、压力以及液位等等。另外，在内部电路中，PLC还可以对开关信号有一个很好的感知，且具有较高的灵敏度。为此，要想全面了解系统的运行状态，就可以通过输入端的状态值来进行分析，具体的工作原理如下：在对开关量诊断的过程中，其实就是对实际状态值以及输入状态值的比较的过程，在工作中，若是两者的值相同，那么工作状态则为正常，若是两者值不正常，那么工作状态则可能发生了故障。在诊过程中，这种诊断方法，是通过实时在线诊断来完成的，并且在诊断过程中，结合梯形图编程，不仅可以准确地定位设备和系统的故障情况，另一方面，可以在系统过程控制中，融入故障诊断，加强对机电设备的实时有效保护。
2 .3 中断方式故障诊断
这种方法的诊断原理主要就是利用PLC的输入中断源，接收系统或者设备的故障信号，其区别于上述两种方法最大特点就是系统发生故障时，CPU会立即作出响应，系统程序发生停止，但是主程序处于正常运行。一般而言，主要用到的PLC中断方式大致有以下几种：（1）间隔定时器：在程序运行中，由间隔定时器来实现中断，并且可以保证一定的精度；（2）输入中断：简单来讲，就在off转换为ON的时间内，进行中断处理；（3）高速计数器：这种方法的中断，中断快、可以当前执行。因此，在诊断时，要根据相关实际情况，合理选择中断方法，同时，要以故障对设备和系统的影响度为根本要求，合理确定中断方式，避免突发性故障的发生，进而引发更大的事故。
智能化故障诊断的实现。目前，在科学技术不断发展的过程中，计算机系统与P L C 技术进行了有效的结合，从而推进了机电设备的智能化诊断和管理，在实际应用中，主要从以下方面入手：首先，在传统的形式下，单纯的P LC技术是无法实现智能化的诊断的，为此，需要利用现代的通讯技术、网络技术，构建一个网络管理系统，做到取长补短，进行保证故障诊断的有效性、科学性以及合理性，其次，在诊断过程中，要充公发挥PLC的技术的优势作用，如对于一些故障严重的问题可以通过PLC来完成，如信号检测、逻辑判断等等，通过复杂的数据分析，完成人机的良好配合，从而有效地加强对设备的保护，同时，还要结合相关相关专业知识，对故障进行分析、判断和决策，提高决策的科学性和系统性。总之，机电设备的智能化诊断可以有效地提高诊断的准确性和效率，这也是未来诊断技术的发展方向和趋势。
三、结语
随着PLC 技术的日渐成熟，它独特的优势会让它有广阔的前景，对机电设备的应用和改造有着积极的意义。
参考文献：
[1] 王荣华，张燕斌. PLC技术在矿山机电控制中应用研究[J].现代商贸工业，2011（6）.
[2] 王荣华，张艳斌. PLC 技术在矿山机电控制中应用研究[J].现代商贸工业2011
[3] 王纯.浅析P L C技术在机电设备中的应用[J].科技与企业，2 012（12）.