煤矿井下电气设备自动化控制应用与优化

煤矿井下电气设备自动化控制应用与优化

李泉忠

河南神火煤电股份有限公司新庄煤矿 河南商丘 476600

摘要：煤矿是人们在生产生活中的必需资源，也是一种稀缺资源，所以我国一直都十分重视煤矿行业的发展，以提高煤矿生产效率为第一目标。煤炭的井下开采属于高风险作业，其开采效率和产量受到多种因素的共同影响，因此，实现井下电气设备的自动化控制，能够大幅度的提升煤炭的开采效率，增加矿井产量，降低工人工作的风险。本文就煤矿井下电气设备自动化控制应用与优化展开探讨。

关键词：煤矿；井下电气设备；自动化

引言

众所周知，煤矿井下作业是一项高危性工作，在实际作业中，不但要求作业安全，还要求作业效率高，但若想同时保证这两点并不容易。后来，通过应用先进的煤矿井下电气设备自动化控制技术，这一难题得到了很好的解决。而若想充分发挥出煤矿井下电气设备自动化控制技术的优势，还需要对其进行有效的应用及合理的优化。

1煤矿井下电气设备自动化控制的应用

煤矿井下条件比较恶劣，给井下电气设备提出了更高的要求，同时也给自动化控制技术的应用增加了一定的难度。为实现井下电气设备自动化控制技术的有效应用，保障煤矿的安全、稳定生产，就必须积极对井下电气设备自动化控制技术进行优化，并要充分发挥井下电气设备自动化控制技术的优势，提高煤矿开采效率与质量。井下电气设备自动化控制技术主要是建立在单片机基础上进行研发的。随着煤矿开采环境的日趋恶劣化，对单片机提出了更加严格的要求。在选择单片机的时候，应充分考虑煤矿井下实际工况的特征，从而有针对性地选择适合的单片机。相关研究人员在对煤矿井下电气设备自动化控制进行研发的过程中，应全面分析煤矿开采的实际情况以及煤矿生产的环境，并进行深入调查分析，从而在井下电气设备自动化控制中充分发挥单片机的作用。与此同时，在井下电气设备自动化控制中实际应用单片机的时候，也要注意做好防漏电、防水工作。就目前来说，PLC单片机是煤矿井下电气设备自动化控制中应用比较广泛的一种单片机，PLC单片机不仅具有理想的防水保护作用，还可以在井下电气自动化控制设备发生漏电问题的时候达到自我保护的效果，从而可以保障井下电气自动化控制设备运行的安全性、稳定性。同时，PLC单片机的工作效率也比较高，抗干扰性能优秀，且能耗相对较低。基于这样的原因，PLC单片机在井下电气自动化控制设备中得到了越来越多的应用。除此之外，在煤矿井下电气自动化控制设备运行过程中，PLC单片机还可以实时监控设备运行状态，并将电信号转变为电压信号，将其输入CPU，并使用计算机进行显示，从而有利于准确掌握井下电气自动化控制设备的实际情况，及时发现问题并解决问题，确保煤矿井下作业效率与质量。

2煤矿井下电气设备自动化控制的优化

2.1优化设备系统

井下采矿工作涉及方方面面的内容，面对井下复杂的环境和开采效率、成本等方面的要求，井下电气设备必须是成系统，成体系的，不能各自为战。这就要求在选择PIC设备之前应当对整个井下设备系统的整体需求、状态和功能等方面进行评估，根据系统的实际情况选定PIC设备的规模、性能等参数。例如，当井下防护系统仅仅要求实现瓦斯浓度的监测，无需控制其他环境因素时，就可以考虑选择微型PIC设备，这样一来，在满足系统需求的前提下能够降低企业采购成本和日常使用功耗，达到功能和成本的平衡。再比如，对于井下排水控制系统而言，其工作状态受到实时水位高低，矿井出水量大小和排水效率要求等诸多指标限制，进行自动控制的计算量较大，实时性要求较高，在这种情况下，微型PIC设备在计算能力等方面就不能满足要求，必须选择性能更高，计算能力更强的大型设备才能满足需要。未来，对井下作业更加精细化的管理要求，PIC将会朝着实时监控井下环境、细化监控颗粒度的方向发展，从而实现对于复杂的井下环境和各类工作指标的准确监控，及时发现井下作业的各类问题隐患，确保井下煤炭开采安全高效进行。除此之外，对于可编程的PIC系统，其程序编制也将从传统的手工编程向计算机编程发展。较为先进的计算机编程，能够实现较高效率的程序编制和程序测试，能够编复杂程度较高的PIC控制程序，满足井下设备自动化控制的更高要求。

2.2创新系统中的硬件

煤矿井下的环境十分恶劣，同时，在具体开采过程中，井下供电的稳定性较差，经常会出现电压不稳、断电等不良情况，这不仅会对煤矿井下开采作业造成不良影响，甚至会导致相应的设备遭受破坏，导致其作用无法得到发挥。由此可见，煤矿井下开采过程中，为了确保电气设备自动化控制系统在实际运行过程中不会出现任何问题，相关的作业人员在实际操作过程中，应当将电源进化装置安装在输入电路部分，并且要利用1∶1隔离变压器，通过对变压器中存在的初级线圈和次级线圈兵器层的应用，将其与电气系统中存在的中性点连接，通过该方式能够最大程度减少自动化控制系统对脉冲造成的干扰。对自动化控制系统中的24V直流电源进行净化，同时调节供电负载，从而实现对周边电路的完善，避免电路在运行过程中出现短路，影响开采作业，以及对设备造成破坏。在自动化控制系统输出线路的处理过程中，相应的工作人员在实际工作期间，应当依据电气设备控制系统的具体需求情况，对各种调速装置、标志都利用采晶管，完成相应的输出操作，从而使系统的运行速度能够得到进一步提高。例如，煤矿水泵机房中对PLC的应用，PLC输出频率为6次/min，在具体输出过程中，可以采用继电器，提高系统在运行过程中带负载能力，以及相应的抗干扰性，避免系统运行出现问题。煤矿井下恶劣的作业环境在一定程度上增加了煤矿井下开采作业的难度，同时也对电气设备自动化控制的应用造成了一定影响，这主要是因为由于电磁会对自动化控制系统运行的稳定性和准确性造成影响，从而影响其性能。由此可见，在设计自动化可控制系统时，应当做好对电子干扰的防护，适当的引进先进的技术，确保自动化控制系统在煤矿井下的作用能够得到充分发挥，提高煤矿开采效率。

2.3优化软件系统

（1）优化程序结构。优化程序结构是优化煤矿井下电气设备自动化控制软件系统的重要一点。常见的程序结构形式有两种：基本程序结构、模块化结构。在实际优化设计中，应当充分结合煤矿井下作业的实际需求对程序结构进行合理选择。具体来说，首先应根据煤矿井下作业现场的实际情况来对控制目标进行模块划分，保证每个模块下都有详细的子任务；其次要对各个子模块的任务一一进行编和调试，并将之拼装为一个完整的软件程序。（2）优化程序过程。在煤矿井下电气设备自动化控制软件系统的程序过程的优化设计中，首先要结合煤矿井下作业的实际情况合理优化I/O接口的分配情况；其次要集中编制煤矿井下电气设备自动化控制系统中的计数器和定时器等；再者还要优化可编程逻辑控制器的程序设计，尽量简化其逻辑结构、减少其内存占用量，以提高系统的运行效率。

结语

综上所述，随着科学技术的不断进步，煤矿井下开采过程中有效应用电气设备自动化控制技术，这样便可以实现煤矿开采效率的提高。但是就现阶段来说，煤矿井下电气设备自动化控制方面还存在一定的问题，因此，应积极对煤矿井下电气设备自动化控制进行优化，重点注意选型、硬件以及软件的优化，促进电气设备自动化控制水平的提高，为保障煤矿生产安全提供良好的技术支持。

参考文献:

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[3]刘曾辉.煤矿井下电气设备自动化控制应用与优化[J].科技创新与应用,2018(18):103.