煤礦電氣自動化控制系統優化設計分析

呂琪然

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，對于能源的需求也越來越大，我國的煤礦工業得到了空前的發展，由于我國消耗量較大，煤礦又是不可再生資源，這就需要在計算機基礎技術的保障下不斷地對煤礦電氣自動化控制系統進行優化設計，以完成相應的能源供應。本文將就煤礦電氣自動化控制系統優化設計進行相關探討和分析。

關鍵詞：煤礦；掘進；技術；應用；改進

與傳統的煤礦電氣自動化系統相比，自動化控制系統大大提高了煤礦生產的效率，并且采用電能輸送和使用的方式不斷進步，有效地解決了耗電量過大的問題，并且在安全方面也有了更高的保障，目前我們在自動化控制設計方面已經取得了一定的成果，但是仍有廣闊的發展空間，需要我們不斷地創新和完善，為煤礦電氣自動化控制系統的發展做出貢獻。

1 煤礦電氣自動化控制系統的現狀

縱觀國際煤礦業發展之態勢，走自動化之路將是未來發展的必由之路。在煤礦的建設和發展中，自動化系統實現了監控、診斷和維護等相關內容，實現了煤礦整個平臺工作的自動化，大大減輕了工作人員工作負擔，提高了工作效率，通過生產過程與計算機技術的相融合實現了煤礦生產過程的信息化整合，根據我國《煤礦自動化規劃》要求，新建礦井全部采用以建立綜合自動化網絡平臺為主導，使礦山的自動化控制和管理水平一步到位。正在生產的主力礦井是自動化基礎較好的礦井，要實現從設備的集中控制，向系統集中控制過渡；對于一些較老的礦井自動化改造和優化要注意到較老的礦井自動化基礎薄弱的問題，通常可以采用先子系統后綜合系統的原則來進行，即按照“人本安全、提高效率、節能降耗”的目的順序進行改造，對于一些用人較多、耗能較大、安全系數較低、維護工作困難的子系統要優先改造，從而以這種方式來優化子系統的自動化程度，提高整個系統的安全性，最終實現高效和節能的目標。

自動化技術已經廣泛地應用到了各個行業，其中在火電、核電、化工、石油、煤礦等行業已經得到了充分的發展，未來的發展趨勢和優化方向就是把現有的在別的行業應用成熟的產品、技術以及這么多年的實際運行經驗集合起來，為煤炭行業提供整體的自動化信息化解決方案。

2 煤礦電氣自動化控制系統的優化

2.1 優化設備系統 電氣自動化控制的優化首先必須保障設備系統的優化和控制，實現電氣自動化設備的最大效率輸出，在這個過程中，首先要對系統的基本狀態進行一個科學的評估，并且根據設備要求來選擇設備的優化內容，例如當設備的要求是礦井瓦斯濃度控制時可以選擇較為輕便的微型設備即可實現，但是，水泵的選擇則要根據礦井在具體施工過程中的水位情況進行評判和設定，因為設備的要求會相對較高，微型設備往往不能夠充分滿足，這種情況下就需要更高水平的設計和設備來實現礦井的要求，在未來的發展過程中，自動化技術的設計和發展方向將會向著礦井全方位、實時監控的方向不斷進步。

2.2 編程程序的選擇 對于編程程序的選擇往往具有更多內容的要求，目前來看對于編程的要求基本是三種形式，一種是手控變成程序，一種是編程計算機程序，一種是PLC編程程序，手控編程程序具有效率較低的問題，并且不能很好地完成及時的判斷和采取措施，已經逐漸被淘汰，PLC系統編程程序具有很多方面的優勢，但是需要注意的是它仍有適用范圍較窄的問題，這種情況下我們通常采取的措施就是在大規模的采礦需求中將PLC編程程序與計算機編程程序相結合，通過這種方式有效地提高編程程序的適用范圍和效率，這種編程程序雖然效果較好但是過程復雜并且維護困難，成本較高，這就需要在具體的煤礦工作中根據不同的特點選擇不同的編程程序來更為有效地完成相關工作內容。

2.3 創新優化系統軟件 系統軟件的優化創新也是提高采礦工作質量和效率的有效途徑，為實現這一目標首先要對系統內部軟件進行處理使其組合裝配轉化成直觀的圖表。對于系統的優化要從系統自身的規模出發，其中自動化子系統，可完成各種特定生產和安全監測功能的子系統（煤礦供電監控系統、煤礦井下排水監控系統、礦用皮帶機集控系統、綜采工作面集控系統、輔助運輸調度系統等）。基礎控制產品及網絡設備，提供豐富的控制產品（包括PLC、專用控制器、礦用保護器、隔爆UPS、隔爆計算機、本安顯示屏等），網絡通訊設備（環網交換機、本安交換機、智能接入網關等）。

2.4 創新優化系統硬件 系統的硬件主要包括輸入設備和輸出設備，但由于采礦過程中涉及的環境條件較為復雜且影響因素較多，因此在安裝電源的過程中需要對電源進行一定的凈化措施。在對電路進行優化設計時通常采用的設備是變壓器和濾波器實現電壓的有效控制。對輸出電路采用繼電保護的方式則能有效提高電路的簡化程度。

2.5 可靠性 大型采煤機提升可靠性的研究是結合市場需求及高端設備國產化趨勢、為帶動企業自身產品質量提升，增強市場競爭能力的一個中長期項目，重點關注的是產品本身與使用性能提升相匹配的使用壽命、可靠性、安全性的全面提升，通過在大型高端機型上的應用得到成熟穩定的模式，進而帶動公司產品設計、工藝、制造的全面提高，并逐步在全系列機型上得以應用。掘進機自動化控制系統是諸多遙感、定位、自動控制技術在掘進機上的首次應用，主要性能有：實現掘進機遠程控制，大幅減輕粉塵對人體的傷害（矽肺病）；根據瓦斯濃度自動控制掘進速度，避免瓦斯涌出的危險；掘進機自動定位，確定巷道的走向；通過程序控制，預知巷道斷面實現截割斷面自動成形，從而提高掘進作業效率和巷道成型質量。

3 結語

總的來說，在煤礦自動化的發展中我們已經取得了一定的成果，但是仍有廣泛的發展空間，這就需要我們不斷投入研究和改進當中，提高煤礦掘進技術，真正地實現煤礦掘進的高效、安全，為社會的發展提供安全充足的能源。

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