淺談煤礦機械的電氣控制系統

孫　凱（棗莊礦業集團田陳煤礦恒邦公司綜合廠,山東　滕州　277523）

淺談煤礦機械的電氣控制系統

孫凱
（棗莊礦業集團田陳煤礦恒邦公司綜合廠,山東滕州277523）

就目前形勢來看，在未來的很長一段時間內，煤炭將仍然是我國經濟發展的主要能源，對于我國經濟發展的重要性不言而喻。煤礦機械設備系統龐大，結構復雜，機械能否安全運行直接影響著煤炭的生產。在當今信息化時代，對煤炭機械實現電氣控制對于提高設備技術含量具有極大的促進作用。本文通過介紹電氣控制系統設計的基本原則，指出了在系統設計過程中所需要考慮的因素，進而對煤礦機械的不同結構的電氣控制系統設計進行了闡述。

煤礦機械；電氣控制；系統設計

1　引言

煤炭給我國國民經濟的發展提供了源源不斷的動力，隨著我國經濟的發展，對于煤炭的需求量越來越大，在未來很長一段時間內，煤炭作為我國最主要能源之一的局面不會改變，這就對煤炭的安全高效生產提出了更高的要求。在實際生產過程中，要實現煤炭機械的電氣控制系統的設計，才能夠帶動煤礦機械設備的創新發展，為我國國民經濟的快速發展提供充分的保證。筆者結合自身工作經驗，對相關問題進行分析闡述，為電氣控制系統的設計提供一定的參考。

2　電氣控制系統設計的內容要點

電氣控制系統設計的質量與生產成本和產品質量都有著十分密切的聯系，涉及到技術設計到產品設計的每一個步驟環節，涉及到煤礦機械系統的每個結構。在進行電氣控制系統設計的過程中，需要注意以下幾個要點：首先是控制系統的選擇，要以機械設備對電氣控制提出的技術指標作為依據，綜合考慮其性能；其次是電氣傳動調速方式的選擇，對系統的經濟指標和技術都有十分重要的影響，需要考慮調速性質、調速范圍、費用、效率等因素；此外是工藝問題，這是實現設備的生產使用價值的基礎，主要考慮接線圖、裝配圖、導線圖等圖紙的設計及材料選用。

3　電氣控制系統設計的基本原則

在進行煤礦機械電氣控制系統設計過程中，需要遵循以下幾個方面的原則：

（1）盡可能的滿足機械設備對電氣控制提出的要求。在煤礦機械中安裝電氣控制系統是為了保證煤礦機械系統的各個部件能夠協調運行，按照預設指令完成相應的動作，這是最基本的要求。

（2）在保證滿足要求的前提下盡可能簡化設計方案。在滿足使用要求的前提下，需要盡量地簡化設計方案，評價一個方案是否優秀的重要標準是其性價比和安全性，而不是單純的高效能和高科技含量。

（3）協調機電之間的關系，實現二者的有機結合。電氣控制系統屬于電，煤礦機械屬于機，二者是相對獨立的兩個系統，但是關系十分密切，需要實現二者的有機結合，才能實現機械的電氣控制。

（4）合理使用新的技術工藝，正確選擇電氣元件。新的技術工藝在帶來巨大效益的同時，也具備著巨大的潛在風險，會對機械設備的性能產生極大影響，因此需要適當采用比較成熟的新技術工藝，減少盲目性，同時要選擇正確的電氣元件，以降低生產成本。

4　設計環節所需考慮的環境因素

由于電氣控制系統的靈敏度和精細化程度都很高，容易受到外界環境因素的干擾，再加上機械設備運行工作的環境比較復雜，容易影響電氣系統的正常工作，所以在進行設計的過程中，需要考慮環境因素，并采取針對性的保護措施：

（1）自然環境。自然環境包括溫度、濕度、氣壓、灰塵等。針對溫度過高的情況需要采取必要的降溫手段，如水冷卻、風冷卻等，而針對低溫環境則需要采取必要的預熱措施。在濕度過高的環境下，會降低設備的絕緣性能，產生嚴重的電化學腐蝕后果，破壞電氣元件，濕度過低會使電子器件的靜電荷積累過多，所以需要針對不同情況采取必要的除濕或加濕措施。針對灰塵問題則需要考慮必要的除塵設施的設計，或者提高易受影響部件的密封性，來保證系統性能。

（2）磁場環境。對電路線路要進行合理的布置設計，減少彼此之間的相互干擾，選擇抗電磁干擾能力較強的器件，也可以封閉干擾源和被干擾部件，或者提供基準電位和安全地電位來減少磁場干擾。

（3）機械環境。機械環境主要是指機械振動，在設計中要注意提高器件的抗振能力，確定合適的共振頻率，或者增設隔離措施來改善安裝環境的振動狀況。

5　煤礦機械不同結構的電氣控制系統設計概述

煤礦機械系統分為采煤機、礦井提升機、膠帶輸送機等多個部分，下面將分別進行闡述：

（1）采煤機電氣控制系統。當前應用最普遍的采煤機電氣控制系統主要由電源單元、遙控接收器、PLC單元、主回路、調速系統、主控系統等部分組成，主控系統是PLC系統。工作原理是通過編程來正確處理操作顯示站發出的指令信號，然后將處理結果通過驅動電路發送到執行機構，進而使采煤機運行。PLC系統能夠將井下采煤機械、皮帶機械、地面生產機械三者聯系起來，有單機、手動、檢修、集控等多種工作方式。

（2）礦井提升機電氣控制系統。礦井提升系統中采用計算機技術和PLC技術，促使提升機的自動化，提高了整體性和安全性。數控技術作為電氣控制系統的核心，能夠對運行狀況進行全方位的動態監控，將故障以數字的形式展現出來，實現了數字化控制。還可以通過設置兩個彼此獨立的監控處理系統來實現對提升機的變頻控制，進一步提高整體性和安全性。

（3）膠帶輸送機電氣控制系統。膠帶輸送機電氣控制系統主要由電控裝置、電軟啟動裝置、變頻器、調速型液力耦合器、CST、液體粘性傳動裝置等部分組成，控制輸送機的啟動、停止、加速、減速等動作，且能夠控制在標準速度范圍內，保證電動機功率的平衡。同時還可以對上位機和井下監控系統進行監控和聯網，構建完整的監控體系，實現對整個生產過程的監控。

6　結束語

實現煤礦機械的電氣控制系統的合理設計，提高煤礦機械設備的生產效率和科技含量，對于保證煤炭的穩定生產及國民經濟的健康發展有十分重要的意義。

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