煤礦電氣自動化控制系統的設計與實現

尚山森

摘 要：隨著我國經濟的不斷發展，我國煤礦技術要求不斷的提高，在煤礦行業中大量的使用電氣自動化控制系統，這也是煤礦產量提高的主要方法，同時對于目前煤礦行業中運用PLC電氣自動化控制系統十分的廣泛。文章通過對煤礦PLC電氣自動化控制系統進行分析，并提出煤礦電氣自動化控制系統的優化方案，更好地幫助煤礦技術研究工作者，提高煤礦的生產量。

關鍵詞：電氣自動化；控制系統；設計優化

煤礦要提高生產效率和安全作業，對于煤礦的生產整個過程中必然需要運用電氣自動化控制裝置，在煤礦實際工作過程中都會涉及到計算瓦斯含量以及檢測礦井通風等工作。在實際施工中只有不斷的提高生產技術，更好地改善施工環境，這樣才能對煤礦中所有工作更好地解決，也能有效地提高煤礦電器自動化控制系統的運用，同時通過運用PLC技術對煤礦進行良好控制。當前在對煤礦自動化系統也能有效提高煤礦生產的穩定性，也能有效控制煤礦的成本，讓煤礦產量得到不斷的提升，同時我們在對自動化系統運用的過程中仍然存在很多的問題，這也就需要進行有效的處理措施。

1 優化設備選型

煤礦施工企業不斷的發展過程中，市場中也出現很多關于PLC的產品，通過對成產廠家和知名度上面來看有很多，這也包括很多的企業，在對這些產品生產的過程中對于不同的品牌在對同一問題進行處理方法上也存在一定的差異，因此，我們需要對以下幾點進行全面的考慮。

1.1 在選擇之前對系統的規模進行仔細的分析

在對生產產品運用的時候通過不同作用進行分析，使用的時候需要我們對不同規模的煤礦進行分析，能夠及時的將生產的產品運用到實際工作中，同時還要有效的將PLC產品對不同范圍的煤礦進行分析。例如，我們在對西門子電氣自動化設備使用的過程中，對于煤礦的產量得到大量的提升，主要就是通過運用PLC設備提高生產效益，在對西門子產品進行分析的時候，對于不同規模的煤礦選擇設備也是不一樣的，在對瓦斯濃度檢測的時候，一般采用微型設備對瓦斯進行檢測。但是在對礦井水位變化和運行狀態進行分析的時候，也就要通過PLC設備通過邏輯和程序控制來實現，對于這些控制也就具有更高的要求，在對PLC設備選擇上也就要選擇中等設備，在對礦井工作的所有人員都要進行實時監控，更高的保證井下通信和監控工作的開展，對其全程進行有效的監控，對于這些事情也就十分的繁瑣，我們要在監控的時候運用微型和中型設備也就不能滿足監控的需要，這時候我們也就要更好地選擇大型PLC設備。

1.2 I/O點類型的確定

在對電氣自動化在控制的過程中具有很多的需求，對于這些需求主要就是對其預計監督的對象的控制，我們在對監控的工作要有效的開展，做好數據統計工程中相應的統計清單，這個過程中要有效的對其進行分類，還要根據實際情況對工作系統容量做出估計，在對這些資源數據進行確定的同時提高設備的控制能力，更好的利用資源，減少資源不必要的浪費。同時在確定設備輸出點頻率的時候，我們也要通過對礦井自身的實際情況進行仔細分析，同時要準確掌握礦井供電輸出的方式，在礦井工作中一般采用晶體管和繼電器進行輸出。

1.3 對編程工具的選擇

在對設備進行分析之后，也就要對系統進行統一的編程，對于現在使用的編程主要有手持編程器、圖形和PLC與計算機結合編程這三種，這也是煤礦電氣自動化控制系統中應用最為普遍的編程手段。對于手持編輯器在運用過程中效率較低，主要就是針對一些較小的PLC設備進行編程，在圖形編程的時候使用最多的就是梯形編程，對于這種編程方式十分簡單，但是在對中型的PLC編程十分有效。為了有效提高編程的效率，很多時候都是運用計算機與PLC軟件對大型設備進行編程處理，對于這種編程方式需要耗費大量的資金，同時還有很多的問題，同時也是針對一些大型自動化控制系統使用。因此，在煤礦電氣自動化系統使用中要根據煤礦自身的情況選擇適合的編程方法，以此保障系統的編程能夠更加迅速高效。

2 對系統構架的優化

2.1 對硬件的優化設計

對于硬件的優化設計在整個控制系統中具有十分重要的作用，也直接關系到控制系統是否能夠穩定的運行，對硬件進行科學合理的設計優化可以有效地提高設備運行的穩定性和安全性，在實際工作中對于硬件優化具有十分重要的作用，對于不同的煤礦在使用的時候也存在很多的差異，對其自動化控制系統的要求也就不同，在對硬件激勵性能夠分析的時候也要全面了解，我們也就要更好地選擇系統的使用性，保證煤礦電路的抗干擾性。

2.1.1 優化輸入電路設計

在對輸入電路的設計進行優化的過程中，要首先對PLC供電電源的電壓范圍進行仔細的考慮，一般都在85V至240V之間，同時對于電壓的分析具有較寬的幅度，但是我們在實際的作業過程中會面臨很多的困難，同時再加上我國現今供電自身存在的問題，所以必須在供電系統中安裝電源凈化器，對干擾進行有效的處理。在安裝了凈化電源設備之后，系統在運行過程中也能夠更具安全和穩定保障，很多都是運用的濾液器以及隔離器等設備，保證輸出電路更好的優化，也是保證系統運行正常的必要條件，同時我們在工作中如果出現一些不當的操作，系統運行過程中經常都會出現短路的現象，這也就會導致PLC芯片造成嚴重的損壞，導致系統不能正常運行。因此我們在輸入電路進行優化的時候要保證系統中安裝設備的合格，更好地解決短路故障造成的損壞。

2.1.2 優化輸出電路設計

對于電路輸出的優化設計，這也就需要我們更好地結合煤礦的實際生產要求，對煤礦設備中每一種指示燈進行選擇和調節，還要更好地選擇電路輸出的方式，這也就可以更好地保證輸出過程中的效率，還能有效地提高系統運轉的速率。在對電路輸出的時候盡可能地簡化采用繼電保護裝置作為輸出的基本方式，在對繼電保護裝置本身也就具有較好的抗干擾和保護電路的能力，但是在對相應的設備進行分析之后，對于PLC設備電路輸出過程帶有的電磁線圈，這也就會導致PLC芯片造成嚴重的損壞，為了能夠有效地避免這種情況，在設備工作中都會采用續流二極管聯到電路盤中，在電爐盤并聯了續流二極管之后能夠很好的吸收浪涌電流，最大限度的保護了PLC芯片。

2.2 對軟件設計的優化

對于整個系統的運行核心就是系統自身所運用的軟件，系統軟件在進行優化的時候，我們主要目的就是提高系統運行效率，軟件優化要和硬件同步進行，優化軟件的過程也就是將軟件設備通過處理之后保證系統運行的有效性，將其轉化為控制圖形，在這種情況主要就是對目前PLC系統面臨的問題進行分析，更好地通過優化軟件解決相應的問題，我們在分析問題的時候，首先就要根據軟件的結構和作用進行分析，在設計的時候根據相應的規模進行，通過有效地優化軟件提高實際工作中的效率，也能更好地保證生產效率。

3 結束語

隨著社會不斷的發展，我國煤礦生產技術也不斷加快發展，電氣自動化控制系統在煤礦企業中得到大量的使用，這使煤礦產量大量的增加，也更好地推動社會的發展，同時在煤礦中普遍使用PLC電氣自動化控制，進一步提高煤礦的經濟效益，因此我們還要進一步對電氣自動化系統優化設計，更好地提高煤礦的工作效率。

參考文獻

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