陕西省建筑材料工业设计研究院陕西省西安市710000
摘要：我国矿山开采设备监控管理系统的可靠性关系到矿山资源开采的效率，是保障矿山开采的重要管理系统之一，矿山开采设备监控管理系统能够根据现有的数据进行规划，会将每种设备进行细化管理，保证电力设备、基础运行设备、通风设备等的正常运作与维护，特别是对电力设备的管理与维护，能够实现节约、高效的管理。矿山开采设备种类繁多，能够进行快速高效的管理一直是现有管理系统的难题，常规的监控管理系统能够做到快速管理，但是效率偏低，有的效率很高但速率很低，难以保证矿山开采的需求，为此设计基于PLC的矿山开采设备监控管理系统，改变矿山管理现状。
关键词：PLC；矿山开采；设备监控；管理系统；
随着国民经济的发展，我国已从传统的工业生产制造模式逐步转向了高速、连续、集成以及智能化的现代工业生产制造模式。另一方面，伴随着制造业的快速发展，产品需求量越来越大，而劳动力成本日益攀升，传统的工业监控方式已经不能满足现代工业生产的需要。为更好提高管理水平，在科学技术迅速发展的背景下，远程监控系统凭借其优良特性得到了广泛应用。监控涉及到了包含计算机、电子技术、自动化、通信等诸多领域，具有极大的科学性和可靠性。而PLC技术的具有的功能齐全、操作性灵活，有很高的可靠性以及非常强烈的抗干扰能力等优点更是备受瞩目。
一、PLC技术概述
矿山开采过程中PLC技术的应用主要指在特定的生产条件下，能够借助于数字操作系统实现编程的逻辑控制装置。PLC系统可以利用编程达到储存的功能，可以储存各种指令内容，例如计时指令、排序指令等。在接收到指令之后，可以通过不同的方式完成信息输入及输出工作，可以实现不同的控制效果。在PLC技术的具体应用中，还可与不同的系统组合使用，PLC控制装置在运行时拥有非常多优点，拥有相对强抗干扰性能、信息传输的稳定性高，实际应用中非常便捷灵活。在矿山开采发展中，PLC技术的应用范围越来越广泛，发挥着不可替代的作用。矿山机电设备之前多采用继电器装置完成整个控制工作，此种控制系统是由硬件间连线组合，利用并联以及串联方法将不同的设备组合到一起，采用此方法，连线使用非常多，不同连线之间接触点极多，线路相对非常复杂，设备体积较为巨大，占据空面积多。另外，由于接触点的数量相对较多，导致电能消耗增加。此种设备系统特征以及性能也不易进行改动，若是系统需要进行调试处理就非常棘手，对于矿山开采事业的需求限制很大。PLC技术的应用使得开采机电设备的控制水平和效率有了很大提升。
二、基于PLC的矿山开采设备监控管理的软件设计
监控管理系统的数据库采用传统的数据逻辑管理方法，在实现数据交互管理工作的同时，根据数据逻辑方法进行数据的协调管理，为了方便数据的协同性，选择多条数据传输路径，管理数据库的运算逻辑层，参与数据的检索以及调用，当接收到外部信息时，根据现有的信息进行置换对比，选择对应的语句逻辑，发送到指定的逻辑层进行使用，管理信息采集完成后会发送至逻辑层，进行信息筛选，保证管理信息的准确性。逻辑层对将要进入运算层的数据进行缓存处理，方便数据识别以及调用，在管理数据库内部有一套检验机制，检验机制能够对数据进行整理，通过字符逻辑的相识进行验证，对照逻辑数据代码，保证管理的时效性，防止跃迁数据对管理造成影响，系统根据整理后的数据格式，对数据进行规整分类，将图片、影像、音频进行归类，将归类后的结果发送至下一级的数据库中，实现分类储存。引入线性回归的方式，将具备管理特征的信息进行极值处理，根据原有的数据调用情况对环境进行比对，周围环境数据与调用情况保证无异常后，数据库内核会发出控制信息，进行管理操作，首先设置管理参数，设置监控测试数据参与管理过程，组成管理数据与监控数据相协同的数据空间，协同数据空间用T表示，管理的数据分为i个数据组标记为ni，其中有执行命令分为执行管理数据、记录管理数据、反馈管理数据等多项数据，通过对照上述的编码，最终实现监控管理。
三、基于PLC的矿山开采设备监控管理的硬件设计
矿山开采设备监控采集器是设备监控管理系统中的数据采集硬件，能够通过编码扫描的形式，对设备进行信息录入，矿山开采设备监控采集器主要有两部分构成，一部分是集成化的扫描电路，具备I/O逆向电流的设备扫描端口，能够实现多环境下的多角度自适应匹配式扫描，并且可以设置采集时的数据源，保证采集信息的准确性，另一部份是电子显示器，能够对采集数据进行显示。在数据交换环节上，采用双向线程的电源数据接口连接转换器，并且使用高速运算的外部转换器作为数据交换机，外联线路使用多核多线程的传输方式，以此缓解数据录入的延时，实现多路径传输，将系统的效率提升，核心数据监控传感器使用的是德国生产的U890P300，能够在内部数据紊乱的情况下自动保存数据，防止数据丢失。内部数据的存储设备，使用独立于自身的外联存储设备，可以随意插拔，相关工作人员可以通过设置多个存储设备来保留管理数据，对电源设计子系统保证电源电路的畅通，避免由于电源的问题造成数据的丢失。矿山开采设备监控管理系统的硬件采用的是分布式结构，能够将现有的计算电路板以及计算单元进行并联，并且可以实现多模块的协同处理，保证其数据管理的精准程度。由于矿山开采设备监控管理系统需要大量的访问，因此在实际设计中选择了三联双口，能够灵活的进行多数据访问。矿山开采设备监控管理系统设备监控的感控节点，在设计过程使用的是TT-BI899型号的数据电路板，能够针对管理数据实现随意上载下传，并且TT-BI899型号的数据电路板具备外联设备，能够通过网络进行控制，可实现远程操作，远程操作的数据通过传输平台进行记录，方便数据跟踪与反馈。TT-BI899型号的数据电路板是多模块多单元的并联数据电路板，能够在多模式下进管理。矿山开采设备监控管理系统的核心电路采用的是USR-NB75多编程PLC电路板，能够支撑多种外联方式，同时多路径选择，保证设备管理的完整性，还可以兼容原有的计算模块，矿山开采设备多数都是大型自动化设备，为保证控制效率，在兼容的计算模块中导入分类模块，对大型设备按控制方式进行分类，以此实现高效性。
四、PLC技术在矿山机电控制应用中的注意事项
矿山生产过程中，应用PLC技术时要注意环境温度的变化，对环境温度进行严格的控制，要求环境温度处在0～55℃的温度范围。如果环境温度相对较高，导致PLC系统的运行稳定性受到影响，同时还将增加系统出现故障概率，使系统的运行寿命显著减少。若PLC系统在运行过程中的温度相对较低，则使模拟电路自身的运行速率有所减少，同时也会对系统的安全性以及有效性造成影响，要是环境温度值在0℃之下，极易导致系统不能正常运行，系统还会发生完全崩溃的问题。所以，利用PLC控制系统对矿山机电设备进行控制时，应当确保环境温度处于适宜范围中，当温度超出范围后，需要及时调节相应的温度，这样才能保证PLC系统的作用更好的得以发挥，从而有效的提升机电设备的运行效率。
总之，随着PLC技术不断革新与发展，其在矿山机电控制中的应用被越来越重视，对于矿山生产节能增效和保障设备运行安全具有重要意义。
参考文献：
［1］张文君．李萍，PLC技术在矿山机电控制中应用研究．2017.
［2］周小娟．李东平，浅谈基于PLC的矿山开采设备监控管理系统的研究与应用.2018.