基于PLC的煤矿液压支架电液控制系统研究

基于PLC的煤矿液压支架电液控制系统研究

冯龙龙

神南产业发展有限公司

摘要：随着我国科学的发展，近年来，PLC技术从长远来看已有了积极的发展。基于PLC的煤矿液压支架电液控制系统设计和开发的过程中，应合理进行系统单体结构的设计，完善系统的硬件模式，完善其他硬件的选型模式。同时，在软件程序设计的过程中，应准确选择软件运行模式和程序语言，重点进行电液控制器软件、其他软件的合理设计，完善系统开发的基础保障措施，提升系统运行的效果和水平。基于此，本文主要分析了基于PLC的煤矿液压支架电液控制系统。

关键词：PLC；的煤矿液压支架；电液控制系统

中图分类号：TD353文献标识码：A

引言

PLC技术之所以受到广泛的认可与应用，是因为其自身的编程工作简单易操作，工人们容易上手，可以在短时间掌握核心科技，有效节省人力和物力资源。在液压控制过程中，要做好PLC控制技术的选择和应用工作，这样既可以使传统液压支架电液控制系统中存在的问题得到有效解决，还可以提高设备运行的安全性和可靠性，进而有效提高液压控制效果。

1.PLC技术概述

PLC又称可编程逻辑控制器，属于一种具备编程功能的存储器，可以在其内部进行程序的存储，按照一定的逻辑运算，实现各种指令。例如，通过数字输入/输出的方式，进行设备的控制。PLC类似于一个小型的计算机，有着类似的硬件结构，由CPU、显示面板、I/O板、内存和电源等构件组成。PLC的优势十分明显。首先，方便快捷。通过简单的编程，即可实现对设备的控制。PLC有着简明的编程语言，可在线进行程序的编辑和修改，不用更换硬件。其次，功能全面，性价比高。PLC麻雀虽小，但功能非常全面，内部有很多的编程元件，可以实现复杂化的指令控制，借助互联网，还可以实现集中管理、分散控制。最后，安装调试简单且有着不错的兼容性。PLC的程序控制功能可以代替很多的部件，例如计数器、时间继电器等，大幅度减少安装的工作量。PLC的兼容性可以更好地应用到很多控制领域[1]。

2.PLC技术的优点

2.1可靠性高

PLC技术具备非常高的稳定性，才能被企业接受。PLC技术的稳定性一直是这项技术发展的重点，只有保障其稳定性，才能更好地实现对电气设备的精准控制，保证企业生产经营的正常进行。在发展的过程中，PLC技术的稳定性得到了极大的提升，利用自诊断等功能，可以更好地保证PLC稳定、高效地运行。相对于传统控制方式，PLC技术的电路设计相对简单，这也大大提升了PLC技术的稳定性。

2.2通用性强

PLC技术在具体使用过程中还表现出强大的通用性优势，能够同时完成对不同类型硬件装置的兼容整合工作，通过自身体现出来的通用性发展特点，满足电气自动化系统整体发展需要，同时，能够有效提升生产效率，实现经济效益与社会效益的协调发展[2]。

2.3适应面广

PLC技术核心优势体现在具有强大的功能性，应用领域非常广泛，其运用重心不仅局限于传统的逻辑运算方面，还兼顾到顺序、计数、监控等各个发展方面。此技术应用可以实现对数字与模拟量之间输入、输出系统的有效转化工作，保证计算准确的基础上，实现自我检测和诊断，与此同时，还可以利用PLC技术实现人机对话，完成对生产流水线的有效控制，实现自动化、智能化发展。

2.4功能完善

PLC非常重要的一项功能就是输入输出功能，只有保证这项功能的完善，才能更好地接受不同设备的信号，并对这些信号进行处理，才能发送指令给不同的设备，从而控制这些设备进行工作。利用PLC装置强大的功能可以大大提升对电气设备的控制能力，从而使电气设备发挥更大的作用[3]。

3液压支架基本结构

液压支架主要包括液压缸（立柱，千斤顶）、承载结构件（顶梁，掩护梁以及底座等）、推移装置、控制系统及其他辅助装置等。液压支架作为一种结构物，用于对采煤工作面矿山压力进行控制。采面矿压通过外载方式施加于液压支架。当液压支架与采面围岩共同作用于力学系统时，如果液压支架各个支撑件的合力和顶板对液压支架施加的外载合力恰好为同一条线，那么该液压支架对这种采面围岩是非常适应的。立柱支承于底座与顶梁或者掩护梁间，用于调整支架高度及搭载的液压缸，需要具有高抗压抗弯强度及密封性能。常用的为双作用式，伸缩方式有全液压、液压＋机械调整等。根据液压伸缩级又可分为单伸缩、双（多）伸缩两种，后一种伸缩量较大，便于调节，但构造较为复杂。机械调整多用卡环加长杆式调整，虽不如全液压调整方便，但其结构和维修都比较简单。

4基于PLC的煤矿液压支架电液控制系统

4.1PLC控制器设计与选型

PLC控制器是支架控制器的核心控制设备，因其性能稳定、可靠性高、功能强大，被广泛应用于煤矿现场。目前我国多数煤矿环境比较恶劣，国家在煤矿使用设备选择上也有一定的标准要求，综合考虑，本系统选用西门子S7-200系列PLC控制器。该系列PLC编程简单、体积小、响应速度快、稳定性高，完全匹配实际工作环境，同时也满足控制对象输入与输出点数。CPU选择西门子公司PLCS7-200系列的CPU226。

4.2单架顺序联动程序

第一，单架顺序联动控制过程中，依次对被控制的液压支架进行选择，使支架能够自动化进入到系统的主控运行模式，此期间工作人员将下降移升联动控制键按下，开始计算时间，向总线输入动作的指令，支架控制器反复进行命令的读取，在接收命令以后执行控制的动作，向被控制液压支架提出指令，进行报警延时保护，然后开始执行相关的操作。第二，将降柱电磁阀开启以后，液压缸逐渐降低，控制器进行液压缸位移传感器与压力传感器数据的读取，在位移指标和压力指标符合标准后关闭电磁阀，将移架电磁阀开启，对液压缸伸缩和压力传感器的指标读取出来，在伸缩指标和压力指标符合要求之后，关闭移架电磁阀的开关，开启升柱电磁阀，之后进行液压缸的位移与压力传感器指标的读取，符合标准要求之后将电磁阀关闭，以此完成降移升的联动控制[4]。

4.3成组动作程序

根据具体情况而言，基于PLC的煤矿液压支架电控系统中，成组动作控制程序和单架顺序、单架单动作的控制程序存在差异，主要因为成组动作具有多项性的特点，每次执行动作的过程中，都能完成不同组规模、位置和传递方向的动作，在开始执行命令的过程中，需要进行液压支架运行到结束的编号选择，明确具体的运行规模和方向，在明确各类基础条件之后系统进入到主控的运行模式，按下成组控制的命令之后，控制器进行成组液压支架数量数据信息的读取，了解支架的运行方向，掌握液压支架向着综采工作面的右侧或是左侧运行的情况、从远到近或是从近到远的运行情况，按照实际情况进行液压支架的成组控制。

结束语

PLC技术被企业广泛应用于工业领域的主要原因是PLC具有许多技术优势，如体积小、安装方便等。与此同时，PLC技术的使用允许通过简单的编程来设计和控制其设计方式。为了更好地发挥液压支架电液控制系统的优势，就需要加强对PLC技术的应用，并将其与液压支架电液控制系统进行有效结合，以此来提高机械运行效率。

参考文献:

[1]王诗豪．PLC控制系统在智能制造中的应用及发展趋势［J］．造纸装备及材料，2021(7):36－37．

[2]韩玉冰.基于PLC的液压支架控制器设计[J].机电工程技术,2020,49(7):187-188.

[3]李超,张文波.液压支架电气自动化控制关键技术的探析[J].机械管理开发,2020,35(4):208-209,231.

[4]李文英,景海清,陈良,等.矿用液压支架的设计与质量要求[J].百科论坛电子杂志,2021,22(9):153-177.