根据给出的文件内容，本文详细介绍了基于可编程逻辑控制器（PLC）的煤矿采掘设备电控系统的设计。以下知识点详细阐述了这一设计的主要方面：
1. PLC控制系统的应用背景
在煤矿采掘设备中，电气控制系统的性能对于整个采掘过程的安全、稳定和高效至关重要。随着我国煤矿机械化开采的持续发展，对电气控制系统提出了更高的要求，进而促使PLC技术在这一领域的深入应用。
2. 煤矿采掘设备电气控制系统的需求分析
煤矿采掘设备在运行中，需要能够提供稳定和可靠的控制。这包括实现本机控制和遥控操作，保护设备免受电气故障的影响，及时显示运行状态及故障信息，提高生产安全和工作效率。
3. 系统的设计方案
设计方案中重点介绍了采掘设备电控系统的硬件构成，包括主电控控制箱、电机、操作箱、人机界面、遥控器、传感器等部分。PLC作为整个系统的核心控制器，负责对开关量和模拟量信号的采集、处理和控制执行。
4. 硬件组成与功能
硬件主要分为几个部分，包括：
- 主电控控制箱：包括PLC控制器、扩展IO模块、断电器、隔离开关等核心部件，负责主要控制逻辑和操作；
- 传感器：用于实时检测供电电压、电流、电机绕组温度等关键参数；
- 人机界面：提供操作人员了解设备运行状态、故障信息的界面，并实现与PLC控制器之间的通讯；
- 遥控系统：通过无线通讯实现远程操作和控制。
5. 控制模式与功能实现
系统提供了本机控制和遥控两种控制模式，操作者可以根据实际情况选择合适的方式进行设备控制。在本机控制模式下，通过操作箱的控制按钮实现对设备的操作；而在遥控模式下，操作员使用遥控器进行远程控制。
6. 保护功能的实现
系统的保护功能包括对供电电压、电机工作电流、电机绕组温度、液压油温油位等关键参数的实时监控和异常处理。当检测到异常参数超出设定值时，PLC会自动停止设备运行，并在人机界面上显示故障信息。
7. 人机界面的设计
人机界面（HMI）使用友好的组态软件进行设计，提供了设备运行状态的实时显示和故障信息的查询。HMI不仅提高了操作人员对设备操作的便利性，也使得维修工作更为高效。
8. 主电气控制箱的作用
主电气控制箱作为系统的控制核心，内含了主要的控制组件，例如PLC控制器、保护器、电流互感器等。主回路控制原理框图详细展示了电气部件之间的连接关系和功能。
9. 系统的稳定性和可靠性
系统的稳定性与可靠性是实现安全高效生产的前提。通过PLC的高级控制功能，如漏电闭锁、过载保护、断相检测、过热保护等，确保了电气系统的稳定运行。同时，加入了心跳报文机制来确保遥控系统的稳定性，防止数据丢失导致的潜在风险。
本文介绍的基于PLC的煤矿采掘设备电控系统设计，通过集成先进的控制技术和可靠的保护措施，不仅提高了设备的自动化水平，还增强了煤矿开采过程的安全性和生产效率。人机界面的友好设计使得操作和维护更加方便，有助于提高煤矿企业的整体生产力。
