煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计研究

煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计研究

李响

国家能源集团宁夏煤业集团有限责任公司枣泉煤矿，宁夏银川市， 750002

摘要：本文主要介绍了煤矿井下综采工作面机电设备综合控制的意义，特别讨论了关于集中控制系统的综合设计，其中包括集中控制系统的整体设计、控制箱主回路的设计、控制电路的设计以及软件检测的设计四个主要方面，通过实践认为，

煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计应用可以提升煤矿井下的开采效率。

关键词：煤矿；井下综采；控制技术

由于我国的煤矿开采井下频繁发生事故，已经造成了很大的人员伤害，给工作人员的生命安全带来了很大的威胁，在事故发生的过程中暴露出了我国煤矿开采工作的很大漏洞。根据实际的调查结果显示，由于煤矿开采技术的不完善导致事故发生的概率占每年国家安全事故的10%，可以看出事故发生的概率是极大的，所以要积极完善煤矿井下综采的技术来改变现状。现在，随着科学技术的快速发展，煤矿井下综采技术已经完全实现了自动化运行，大大减少了人力资源的利用。但是，我国煤矿井下综采应用技术在操作的工程中依旧存在很大的缺陷，致使机电设备的应用效率难以提升。

一、综采机电设备集中控制系统设计的意义

煤矿井下综采工作已经初步实现了自动化运行，其中主要机电装置包括移动变电站、智能开关及防爆开关等等。在实际的应用过程中，因为包括的机电设备很多，所以只利用人工完成控制和监管工作使比较困难的，管理的不到位还会影响整个设备的运行效果。从这就可以看出，想要大大提升煤矿井下综采机电设备的运行效率，就必须要；利用先进的技术手段，进行严格的工作管理，通过集中控制的手段解决现存的问题。集中控制系统的主要形式就是对电机设备展开集中的管理、统一的调度、集中的监管和统一的控制，这样不仅可以保障煤矿开采的

安全性，也能促进煤矿井下综采机电设备集中控制系统的健康发展。其次在集中控制系统中，除了要对机电设备展开统一的监管控制，还要注重对设备的远程监测，达到管理的目的。

2. 综采机电设备集中控制系统的设计

（一）综采机电设备集中控制系统的整体设计

现在大部分的机电设备中的开关都是由智能型的组合开关组成的。其中利用度最高的是1140型智能开关。这种智能开关的额定电压是3300V，额定电流是600A，最大负荷能力是1200A。其中电流感知器的额定电压为5000V，额定电流为1A，二次电流是0.5A。但是，这种智能开关存在很大的缺陷就是无法进行通信，更不能与整个系统相连接，所以如果想要系统顺利运行，就必须设置一个专门的监视系统。系统的宏处理器需要与远程监控系统兼容。也就是说，该监控系统在运行中，不仅控制、管理、保护系统内的各设备，还要将设备运行的真实数据及时传输到控制中心，要对控制中心的命令绝对执行，不能出现低级错误。例如，强制多线圈或制作多个寄存命令等等^[1]。其次，在对集中控制系统展开整体设计的过程中，硬件的设计十分重要，控制系统的硬件装置主要包括控制箱、接收机、显示箱等等，连接以上设备就能构成多种多样的运行模式，包括独立控制系统、多回路控制系统、单机控制系统和双机控制系统。这四种运行模式都具有稳定性、安全性、可靠性等特点，而且比较容易操作，难度系数不高。

（二）控制箱主回路的设计

控制箱的主电路设计有两个部分，一个是控制箱自身的主电路的设计模板，另一个是控制箱的主电路的信号处理部。通过两者的实时调整，可以周期性地采样系统内的电流，能够有效地防止电压过载、电机过热、泄露等现象发生。中央控制器作为控制回路内的核心部分，管理着各个分支的控制板块。该分路内的各控制模板与中央控制装置相连接，但彼此没有联系。中央控制器向分路控制器进行双向的沟通，换言之，中央控制器向分路控制器发送命令，分路控制器向中央控制器发送执行状态，实现信息的双向传输。比如，信号处理的过程中，首先控制箱的主电路分析信号，判定信号中是否有问题信号；其次，将问题信号直接发送到驱动器进行严格的检测，检测完成后，发现问题信号，将问题信号发送到中央控制器。中央控制器检测问题信号，使用博里叶计算法计算电路信号中的实际电流、电压、以及运行功率等等进行数据分析^[2]，将数据的结果与基准值展开比较，通过该值的差来判定故障的种类。其中故障的主要类型包括过载和过压。最后，根据问题发生的类型设置科学合理的解决措施。

（三）控制电路的设计

控制电路主要由PICI单片机、230芯片、LCD信号按钮和报警系统构成的。其中详细的设计环节有以下几点：首先，将信号传输到数据控制器中，通过控制器内的PIC分析系统分析数据。其次，对信号的故障问题展开判断和解决。最后，控制器向开关发送控制信号以实现控制开关的目的。其中，通信信号和PC串口的功能就是进行数据的传输，使用LCD显示系统来显示信号传输的环节和结果，警报系统的功能会对故障产生反应，发出警示

^[3]。控制电路的电源是KDW多通道电源，主要向处理系统和报警系统进行供电。另外，在控制电路系统中，变电站被普遍利用。

（四）软件检测的设计

软件检测的构成要素主要包括信息判定，信息控制，信息显示，信息连载^[4]。首先，启动电源，判断是否达到了额定值。如果那个达到了额定值，显示器系统就会进行相关的显示。如果没有达到额定值，系统就会开启风速传感器。其次，分析信息。如果控制过程中存在问题，系统就可以进入保护机制。没有问题的话直接进行通信处理。最后结束整个信息检测环节。

总结：通过不断改进煤矿井下综采工作面中机电设备的运行效果，如何科学合理的管理机电设备成为了热点问题。本文通过对煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计方法进行详细的讨论，改进了集中控制系统的设计方案，为集中控制系统在煤矿井下综采工作中的利用和实践创造良好的理论基础。

参考文献：

[1]罗驱波，孙彦景，钱建生.基于煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计[J].矿业安全与环保，2019（3）：16- 17.

[2]赵红梅.关于煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统设计的研究[J].山西煤炭管理干部学院学报，2019（3）：116- 117.

[3]郭金陵，刘炎伟，袁志亮.基于煤矿井下综采工作面机电设备集

中控制系统的设计研究[J].煤炭技术，2018（9）：113- 114.

[4]王才，赵晓东.煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计探索[J].山东煤炭科技，2019（2）：1 145- 1 146.