浅析煤矿电气自动化控制系统的优化设计

浅析煤矿电气自动化控制系统的优化设计

宋忠静

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摘要：在煤矿企业生产过程中，电气自动化控制系统在提高煤矿开采效率、应对复杂的煤矿开采环境等方面发挥着重要作用，而对煤矿电气自动化控制系统设计方案进行持续优化则是充分发挥电气自动化控制系统优势、推进煤矿企业生产工作得以有效开展的重要路径。文章在分析与论述电气自动化控制系统的特点及内容的基础上，从设计思路的优选及可靠性两个层面对煤矿电气自动化控制系统优化设计策略进行了研究与探讨。

关键词：煤矿；电气自动化；控制系统；优化设计

一、电气自动化控制系统的特点

在煤矿企业生产过程中，电气自动化控制系统具有多样化的功能，如自动控制、动态监控、测量与保护等功能。另外，电气自动化控制系统也具有一些鲜明的特点，具体体现在以下几个方面：一是电气自动化控制系统具有较强的兼容性。煤矿企业在开展深层开采工作的过程中，往往会面临较为复杂的工作环境，这对电气设备的可靠性及性能等提出了更高的要求。虽然不同的电气设备在运行过程中有不同的功率与应用范围，但电气自动化控制系统可以对这些不同的设备进行统一控制，促使这些设备协同工作，从而为提高煤矿深层开采工作效率提供助力。当然，复杂的煤矿深层开采工作环境也对电气自动化通知系统的兼容性、开放性等提出了较高的要求，这促使较强兼容性成为现代电气自动化控制系统的重要特征之一。二是电气自动化控制系统具有高度集成化特点［1］。三是电气自动化控制系统智能化水平不断提升。电气自动化控制系统通过对程序进行设置，可以对各类设备进行控制，以此完成煤矿开采任务并根据实际情况调整煤矿开采方案，这对于提高煤矿企业的生产效率、加强煤矿企业安全生产管理等都具有重要意义。

二、煤矿电气自动化控制系统的组成部分

现阶段，电气自动化控制系统已经被应用在我国煤矿生产的不同环节和阶段，并取得突出的成效。在信息化时代背景下，煤矿生产已经离不开风险预测和数字处理，这便需要更专业、更科学的控制装置系统来应对煤矿生产中的恶劣环境［2］。然而，电气自动化控制系统在应用的过程中还存在诸多问题，需要技术人员在明确控制系统组成部分的前提下对这些问题进行解决，使电气自动化控制系统更能满足我国煤矿生产的实际需求和时代发展要求[2]。

（一）信息采集系统

信息采集是电气自动化控制系统的基本功能，信息采集系统能够借助通信模块将具体情况传递给可编程逻辑控制器（Programmable LogicController，PLC），随后根据煤矿生产设备的运行状况进行相应的风险评估，以便技术人员在突发状况出现后能对现场进行充分、全面、具体的了解。此外，信息采集系统还能通过信息交换实现人机交互，将运行信息和数据以声光传输的方式传递出去，让煤矿生产工作更加有序、安全、稳定。在大数据背景下，信息采集系统逐渐与大数据挖掘技术、分析技术相融合，使数据分析从传统的单向分析发展为包含数据预测、数据整合及数据挖掘的多向分析，切实提高了煤矿信息收集的质量，并且使电气自动化系统具有鲜明的智能化、信息化特征。

（二） PLC

PLC 作为自动化控制装置被广泛应用在煤矿设备的控制中。通常来讲，我国煤矿电气设备主要采用PLC 来确保生产设备稳定运行，该控制器通常包括数字量模块、主站单元、通信模块、拟量模块等内容，其中主站单元可以方便电气自动化控制系统对各类电气设备进行控制和监督，确保煤矿设备都能稳定且有效地运行。此外，扩展单元可以将煤矿电气设备划分为上下两部分，切实提高了控制系统对设备报警系统的控制质量，也提高了信号的交换频率和煤矿生产效率［3］。

三、煤矿电气自动化控制系统优化设计策略

在煤矿企业生产过程中，电气自动化控制系统对提高生产效率、进一步提升生产现代化水平等具有重要意义。鉴于此，在煤矿电气自动化控制系统设计工作中，设计人员需要严格遵循设计流程，面向实际和需求，合理选择设计思路，科学制订设计方案，并通过提高软硬件质量及其兼容性等满足煤矿电气自动化控制系统在应用过程中的稳定性及可靠性需求。

随着电气自动化控制系统在现代工业生产中不断发挥作用，电气自动化控制系统的适用范围及形态等也得到了持续拓展。当前，工业领域的电气自动化控制系统设计主要包含现场总线监控、远程监控与集中监控3 类，每一种设计思路都既具有明显的优势，也具有一定的局限性。其中，集中监控无论是在设计还是后期维护方面都更加便捷，但基于这种设计思路构建的电气自动化控制系统在应用过程中存在以下问题：即煤矿企业生产管理中的各类信息都需要由中央处理器处理，这不仅导致中央处理器需要承担较大的运算压力，而且会导致错误增加且效率降低。基于远程监控思路构建的电气自动化控制系统具有成本较低、管理灵活的特点，但与集中监控一样，远程监控也存在信息传输量巨大及现场总线高负荷运转的问题［4］。相较于前两者，现场总线监控则具有维护更为便捷及适应范围更为广泛的特征，这种电气自动化控制系统设计思路的出现也促使电气自动化控制系统的智能化水平得到进一步提升。另外，这种电气自动化控制系统设计思路的应用也成为煤矿电气自动化控制系统设计的重要选择。互联网与信息技术的发展为现场总线技术在煤矿企业中的应用创造了良好的技术环境。当前，煤矿企业在对这种电气自动化控制系统进行应用的过程中积累了较为丰富的经验，这为煤矿企业电气自动化控制系统的持续优化奠定了良好的基础。基于现场总线监控方式的电气自动化控制系统设计具有更强的针对性，因而其能够在一定程度上满足煤矿企业实际需求。相对于远程监控而言，现场总线监控方式不仅具备其大部分优势，而且能够有效减少各类配件、设备的使用量，促使电气自动化控制系统在成本控制及维护便捷性方面具有更为明显的优势。另外，在电气自动化控制系统运行过程中

[5]，不同装置都具有相对独立的功能，模块化是现场总线监控方式所具有的重要特征。煤矿企业在开展电气自动化控制系统设计的过程中，需要具备与时俱进及可持续发展的意识，将更为先进的技术应用到系统优化设计工作中，从而在提升系统性能的基础上，为有效控制系统后期维护成本奠定良好的基础。

四、结 语

在煤矿企业生产中，电气自动化控制系统呈现出了较强的兼容性、集成性以及智能化特，从可靠性视角对影响电气自动化控制系统运行稳定性的因素进行全面把控，并在对电气自动化控制系统做好可靠性测试的基础上，探索提高电气自动化控制系统可靠性的路径，从而确保电气自动化控制系统的所有优势能够得到充分发挥。

五、参考文献

［1］成相铸. 试论煤矿电气自动化控制系统的优化设计［J］.能源与节能,2020(11):113-114.

［2］冯文博. 煤矿电气自动化控制系统的优化设计思路［J］.电子世界,2020(19):92-93.

［3］殷振淮. 煤矿电气自动化控制系统的优化设计研究［J］.内蒙古煤炭经济,2020(8):177.

［4］吕清胜. 分析煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用［J］. 中国石油和化工标准与质量,2020(3):201-202.

［5］胡晓芳. 煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用研究［J］. 南方农机,2019(11):212,253.