煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用

煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用

翟亮

翟亮

陕西陕煤铜川矿业公司安全监察管理部陕西铜川727000

摘要：电气自动化控制的技术在煤矿安全生产过程中操控着生产过程的每一个环节，所以要对电气系统进行升级首先就应当对电气化自动控制方法进行升级，同时对于采煤过程中的各个环节进行进一步的效率化控制以及规范处理。为保证采煤系统在工作过程中系统运行的效率和可靠性就要对于关键技术进行重点把握，确保全矿井的安全生产。

关键词：煤矿；电气自动化；控制系统；关键技术；创新设计；应用

中图分类号：TU712文献标识码：A

引言：现代社会的经济发展离不开能源，煤炭是能源中一个重要的内容和部分，在中国的能源结构中占据着相当大的比重，很多行业的发展都离不开煤炭。在煤炭能源需求不断增长的今天，必须对煤矿企业的发展保持高度重视，因此有必要充分利用自动化的控制系统，在对煤矿自身的整体经济效益和生产效率不断推进的同时，还可最大限度实现质量的提升，对于煤炭安全生产也可起到保驾护航的作用。此外，自动化的控制系统的应用也可减少煤炭开采过程中人力、物力投入，最终全面提升煤炭企业的经济效益。因此，需在煤矿中进行电气自动化系统的应用和优化，不断提高煤炭企业的经济效益和社会效益。

1单片机电气自动化控制系统

煤炭资源对中国的经济建设起着至关重要的作用，对于人们的日常生活及国家经济的发展都具有一定的积极作用。在现代科学技术高度发达的今天，煤矿电气自动化控制系统的应用不仅保证了煤矿开采效率，还保证资金得到最大限度的利用，减少各类资源的浪费现象。在煤矿电气自动化控制系统中，单片机的应用相当广泛且重要。在实际操作过程中，由于所处环境的不同，对单片机的选择和应用也需保证其科学性和合理性。在进行选择和应用的过程中，需遵循以下几方面的原则:1)在单片机的种类选择方面要做到和自身的煤矿工作环境相适应。一般情况下，煤矿开采过程中的复杂性和特殊性相当高，因此在不同的作业条件下，对单片机也有不同规格上的要求，需从实际情况出发对不同的作业环境进行分析，从而全方位了解使用单片机的环境条件。在使用方面还要保证其流程的规范化，为煤矿生产效率的提高提供一个前提保证；2)在煤矿开采中安装单片机设备能起到实时的保护作用，在实际操作生产过程中，根据系统中信号变化的情况来实现对单片机工作的有效控制。在单片机工作过程中，各类信息变化都会得到及时的收集，且在收集过程中还充分实现对电流和电压信号进行有效转换。单片机在使用过程中要防水、防漏电，因此在单片机运行过程中，需充分保证防水、防漏电措施的完善，从而实现整体单片机的运行稳定。

2煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用

2.1设备选型

2.1.1分析系统规模

通过分析PLC自身系统的规模，对工作面所选设备进行综合选择PLC设备的不同作用对其自身要求也不同，若仅仅要求PLC设备实现对瓦斯浓度的检测，可以选择一般微型设备；若要求PLC设备对水泵机房根据水位变化进行工作方式和状态的变更，可以选择中等设备；若要求PLC设备对矿井生产人员进行实时监测，微型和中等设备均不能满足井下通信和控制的监测要求，只能选择大型的PLC设备。

2.1.2I/O点类型的确定

为最大程度避免资源的浪费，确保硬件资源余量的不足，根据对某矿监控对象的系统规模确定I/O点的数量，进而对系统进行划分类别!分析矿井供电情况，对输出端采用晶体管和继电器，以确保输出端的稳定运行，提高输出效率。

2.1.3选择编程工具

根据系统规模确定适合系统本身的编程工具，所选编程工具须确保系统编程能快速高效地完成。对于中小规模的PLC设备编程，选择梯形编程模式更为实用，应用范围也较广泛，而对于大型PLC设备编程，一般使用计算机和PLC软件包进行编程，这种编程虽然速度较快、编程效率较高，但是经济投入较多，现场调试时，由于环境因素也十分不便，故编程范围仅仅针对大型煤矿。

2.2软件结构优化设计

软件结构是煤矿电气自动化控制系统框架的主要构成模块，同时软件结构设计的过程首先需要满足煤矿生产过程的要求，因而应当根据工作时环境等实际情况来设计软件结构。软件结构的优化关键在于模块设计，通过模块设计来拓宽软件结构的功能，同时在施工过程中还可以根据煤矿开采的情况随时对软件进行优化，以满足生产要求。软件结构优化的过程可以分为几种类型，首先可以根据煤矿开采的实时情况来将煤矿电气自动化控制系统的软件结构划分为几个功能性的模块，然后对于不同的模块结合实际提出目标，保证模块改进时保持标准结构的同时，采取拓扑方式设置多种情况下的子任务结构模块来促成软件的多样性和普遍适用性。其次，煤矿电气自动化控制系统中的控制程序主动调整运行结构，在确保软件结构的完整性的前提下优化软件，这样可以保证软件结构不会出现漏洞。最后，在已给出任务的条件下，结合任务进行软件结构的调整，以确保软件和煤矿作业的同步性。

2.3硬件优化设计

2.3.1防干扰设计

硬件防干扰设计是基于外界环境影响进行的抗干扰设置，电气自动化控制系统中硬件设施的抗干扰通常包括硬件布线以及抗干扰线路的设置，通常是在线路外部增设屏蔽电缆，消除电气硬件线路之间的干扰，以提高电气硬件线路运行的效率。除此之外就是进行隔离设置，利用变压器隔离设计来减少干扰，利用中性点接地来确保变压器运行的环境#最后则是设计电磁屏蔽来解决电磁干扰。

2.3.2输入电路

考虑煤矿井下电气自动化控制系统工作的特殊性，优化设计时应控制电气电路输入的方式，降低能耗。煤矿作业能耗较大，应提高电路供应水平#很多企业在线路上添加净化原件来降低脉冲干扰提高供电质量。煤矿输入电源在通常情况下都能够达到容量负载的标准值，在这一过程中应当注意防止电路因为短路而遭到破坏。

2.3.3输出电路

输出电路设计优化应根据实际情况的指标来进行#若煤矿作业过程中没有有效地控制输出电路，则很容易产生负载不均衡的情况，影响到电能输出效率，甚至给设备带来一系列破坏，所以电气输出电路的设计过程中通常会接入二极管。输出电路虽然高效率运行，但容易发生电荷负载或者电磁干扰，应当在输出电路中安装一定数量的二极管来保证安全生产。

结束语

煤矿企业应用电气自动化控制技术，可最大限度保证煤矿企业日常生产效率，也可对煤炭生产安全稳定性起到积极作用。因此需对煤矿中的电气自动化控制系统做出不断的优化，实现系统自身的可持续化发展。在对煤矿电气自动化控制系统的不断优化过程中，要不断对系统的抗干扰能力及输人电路和输出电路进行优化，不断对其硬件和软件模块根据实际情况完成优化和改善。

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