矿井电气自动化控制系统优化探究

矿井电气自动化控制系统优化探究

李文才

龙煤鹤岗矿业有限责任公司技术中心

黑龙江省鹤岗市 154100

摘要：近年来，我国现代煤矿技术突飞猛进的发展，在煤矿井下生产中引入了电气自动化控制技术，大大提升了煤矿生产效率和生产产量。随着计算机技术、电气自动化技术的发展，电气系统智能化、自动化水平不断提高，不仅可以对系统内各设备提供精准的控制，也实现了设备运行过程中各信息的顺利传输。由于煤矿生产环境恶劣，在设备控制和监测方面存在诸多问题，影响了煤矿电气系统的正常运行。因此企业应该对煤矿井下电气自动化控制系统设计进行创新和改进，将PLC电气自动化应用于控制系统中，从而提升系统运行的稳定性和安全性。

关键词：煤矿；井下；电气自动化；控制系统；创新设计

电气自动化控制系统，是在计算机技术不断发展的前提下，基于PLC技术而创的数字化和自动化式的控制系统。PLC技术成为解决效率、安全问题，实现矿井电气自动化控制的有效、便捷手段。矿井电气自动化的控制系统，可以在恶劣的工作环境下正常工作，使矿井开采流程简化的同时保证计算机对数字和程序的控制，实现矿井高效率同时高安全性的生产。对于矿井电气自动化控制系统进行创新设计，旨在以更低的构建成本，来提高控制系统的运行可靠性和安全性，增强使用性能，进一步促进矿井的生产、运输和存放等过程中的高智能化、自动化以及现代化。

1提升机结构组成及工作原理   矿井提升机主要由提升机、装卸载设备、钢丝绳、提升容器、井架及电气设备等组成。矿井提升机类型较多，可根据不同用途及使用工况进行分类，其中，按用途可将提升机分为主井提升机和副井提升机，通过主井，可实现对井下煤炭的提升；通过副井，可实现对井下人员、设备等的提升。按照提升容器形状的不同，可将提升机分为罐笼式提升机和箕斗式提升机。提升机的工作原理为：采用井底车场的翻笼将煤炭运输至指定的硐室并直接卸入煤仓内，通过过载设备将井底的其中一个箕斗装载，而另一个箕斗将煤直接卸入煤仓中，2个箕斗通过2根钢丝绳连接，并穿过井架上部的天轮，分别置于井架的左右两侧，两端的箕斗在不同质量作用下来回往返，实现对重箕斗的提升和空箕斗的放空，完成提升任务。 2自动化控制改造建设目标   （1）对磨矿的生产过程进行优化控制、优化运行和优化管理，保证全程的生产安全稳定，需要对产品的质量进行优化，让矿井生产的能力和效率最大化，实现自动加料、自动运输，稳定选别指标，提高经济效益。   （2）通过对整个矿工作业现场实施监控，及时地了解整个生产流程工作，对各个工序的生产情况全方位地了解，对于突发事件要做到快速反应、快速解决，为全自动化控制操作提供可靠的依据，同时要兼顾安防，实时调度。   （3）通过自动化的系统，减少环境的污染、减少能耗的消耗、改善作业的环境和劳动的力度、实现文明的生产。

3矿井电气自动化控制系统的现状   纵观国际矿井业发展之态势，走自动化之路将是未来发展的必由之路。在矿井的建设和发展中，自动化系统实现了监控、诊断和维护等相关内容，实现了矿井整个平台工作的自动化，大大减轻了工作人员工作负担，提高了工作效率，通过生产过程与计算机技术的相融合实现了矿井生产过程的信息化整合，根据我国《矿井自动化规划》要求，新建矿井全部采用以建立综合自动化网络平台为主导，使矿山的自动化控制和管理水平一步到位。正在生产的主力矿井是自动化基础较好的矿井，要实现从设备的集中控制，向系统集中控制过渡；对于一些较老的矿井自动化改造和优化要注意到较老的矿井自动化基础薄弱的问题，通常可以采用先子系统后综合系统的原则来进行，即按照“人本安全、提高效率、节能降耗”的目的顺序进行改造，对于一些用人较多、耗能较大、安全系数较低、维护工作困难的子系统要优先改造，从而以这种方式来优化子系统的自动化程度，提高整个系统的安全性，最终实现高效和节能的目标。自动化技术已经广泛地应用到了各个行业，其中在火电、核电、化工、石油、矿井等行业已经得到了充分的发展，未来的发展趋势和优化方向就是把现有的在别的行业应用成熟的产品、技术以及这么多年的实际运行经验集合起来，为煤炭行业提供整体的自动化信息化解决方案。

4提升机PLC自动化控制系统   4.1提升过程的控制。

矿山提升机在工作中，提升的过程基本上都是通过PLC进行控制的。PLC自动化控制系统的功能非常强大，并且在实际应用中操作简单，计算速度也非常快，并且它还具有诊断的功能，这都是模拟控制系统没有的。提升机中很多装置都是自动化的，比如操作台、主控系统、上位机、变频器和每一个信号的控制箱，并且通过网络将这些装置进行连接。数据的处理和采集都是实时的，所以最大化地降低了发生事故的几率。   4.2提升位置的控制。   提升机的控制的本质其实是对提升位置的控制，也就是控制提升的物体在预定的位置停下来，精确度的要求很高，如果在位置的控制上出现误差，比如高了几厘米或者是低了几厘米都会造成非常严重的后果。利用PLC控制系统进行控制可以对没有传感信号进行采集，再对每一个信号进行处理，完成对提升系统的精确控制。   4.3提升全过程的监测。   提升机自动化控制系统经过改造之后，安全性和可靠性都会大幅度增强，所以对提升机全过程的监测是非常重要的，也是现代提升机的主要环节。提升过程利用PLC自动化控制系统主要需要监测的数据有以下几点：   （1）对整个提升过程中每一个工作数据进行监测；   （2）对每一个运行装置实时状态的监测；   （3）对各个位置的传感器信号监测。   对上面几个方面的数据进行监测，可以避免很多危险问题的发生，也可以为工作人员提供很多必要的数据，这些数据都能够在上位机上显示出来，能够及时对问题进行检查。

5自动化控制系统的应用现状   PLC控制系统是利用微电脑控制来实现的一种电子技术。PLC控制系统在生活中能够使设备实现自动化控制，利用微电脑进行控制，可以让设备对输入的指令进行接收并且执行，这样就能够避免一些人为因素带来的影响，也降低了工作的危险性，这样的自动化控制会比人为控制更加精准。   PLC自动化控制系统在生产中的应用大大提升了我国工业的生产效率，对我国工业自动化的发展有着非常重要的推动作用。矿山提升机自动化发展想要有大幅度的提升，就要引入PLC控制系统，PLC控制系统在矿山提升机的实际工作中将会起到非常重要的作用，对矿山提升机也是有着巨大的价值。近年来，越来越多的矿山提升机都引入了先进的PLC控制系统，用PLC控制系统去代替以前的继电器控制系统，PLC控制系统在矿山提升机中的应用成为了现代工业的发展趋势。因此，PLC控制系统的研究工作需要继续开展，这对矿山提升机自动化程度的提升将起到极其重要的作用。

结语   总的来说，在矿井自动化的发展中我们已经取得了一定的成果，但是仍有广泛的发展空间，这就需要我们不断投入研究和改进当中，提高矿井掘进技术，真正地实现矿井掘进的高效、安全，为社会的发展提供安全充足的能源。 参考文献： [1]梁飞宇.矿井电气自动化控制系统的优化设计思路[J].机械管理开发，2014，03：31-33. [2]马珍.矿井电气自动化控制系统创新设计[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014，09：215-216.

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