煤礦電氣自動化控制系統關鍵技術創新設計與應用探討

郭宏偉

摘 要：隨著現代煤礦生產技術日益進步，電氣自動化控制系統引入其中，它不僅能有效提升煤礦生產效率及其管理能力，也可以減少煤礦開采成本。文中以煤礦電氣自動化控制系統為依據，全面介紹系統軟件、硬件模塊創新設計情況，以期為煤礦生產提供一定指導。

關鍵詞：煤礦;電氣自動化控制系統;硬件模塊;軟件模塊

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.047

1 引言

PLC技術在電氣自動化控制系統的應用，可以將復雜的操作簡單化，不僅可以有效提高電氣自動化控制系統運作的可靠性和穩定性，也能提高工作效率，降低生產成本，提高煤礦企業的經濟效益。而針對煤礦生產設計電氣自動化控制系統，能有效克服煤礦井下生產環境惡劣這一困境，確保在多種工作狀況下電氣設備穩定運行，防止電磁等環境因素對電氣系統帶來的干擾，提升煤礦生產效率。

2 煤礦電氣自動化控制系統硬件設計

2.1 設計輸入電路

由于電氣設備應用環境相對惡劣，因此，煤礦中電氣自動化控制系統與之對應的供電線路需要安裝具有凈化電源功能的設備。在當前技術條件下，常使用的電源凈化設備包含：隔離變壓器、濾波器這兩種，這兩種電源凈化設備在具體使用中要確保電源輸入電壓恒定為24V，且均為直流電。在調整自身負載時，電源容量也是重點關注的因素。

2.2 抗干擾設計

在煤礦實際生產中，工作面多數不利因素均會影響整個電氣自動化控制系統正常的運行。對系統展開抗干擾設計，成為有效解決這個問題最基本的方式。使用以下方式提升系統的抗干擾能力，一方面，借助電磁屏蔽效應，把工作面內的靜電、電磁等干擾信號依托金屬殼屏蔽，有效降低電氣設備產生的干擾。另一方面，使用專業的屏蔽設備，如今，煤礦企業主要使用隔離變壓器，依托中性點經電容接地提升所設計系統的抗干擾能力。

2.3 設計輸出電路

對輸出電路展開創新設計時，需要綜合考慮煤炭實際生產中的基本需要，針對各項指標及其調速裝置，使用晶體管展開輸出調節，提升系統運行速度。對煤礦系統的水泵機房而言，在電氣自動化控制系統中，PLC輸出頻率設定為6次/min，輸出操作時選取繼電器輸出，如此一來，能有效增強系統抗干擾及其負載能力。

3 系統軟件模塊設計

軟件作為整個系統得以運行不可缺少的一部分，從某種意義上分析，軟件優化設計直接影響整個系統的運行效率。軟件優化設計應該與硬件同步展開，其主要任務在于依據煤礦電氣自動化控制的基本流程，把軟件設計轉化成為梯形圖，這也是其在煤礦電氣自動化控制系統應用中最重要的問題。具體表現在下列方面：

3.1 優化設計軟件結構

從軟件設計視角分析，包含基本程序及其模塊化設計兩種結構形式。煤礦實際生產中，一套程序通常需要依據煤礦開采程度不同，實施恰當的調整。基于此，開展模塊化設計，有助于后續相應功能的拓展。此時，必須把煤礦電氣自動化控制系統控制目標劃分為多個包含明確子任務的模塊，隨之，依次對其展開編寫和調試處理，最終將其組合為完成的程序。模塊化展開結構設計，促使煤礦電氣自動化控制系統可以更便捷的開展調整，促使其滿足實際生產情況。

3.2 優化設計程序過程

想要完成程序優化設計，其重點內容在于優化I/O分配，依據煤礦電氣自動化控制系統具體要求，I/O按照需求進行分類，盡量把整個系統I/O信號實施集中編制，有效提高系統維護效率。與此同時，對系統計數器及定時器也要展開統一的編號，不可重復采用同一個編號，確保其可以提升系統運行可靠性。此外，程序內包含多數內部繼電器或中間標志位，也必須進行統一編號，并完成分配處理。當地址分配完成以后，需要列出I/P分配表及其內部繼電器。

3.3 軟件設計

軟件結構。在煤礦電氣自動化控制系統中，基本程序設計與模塊化設計是軟件設計的重要組成部分，根據煤礦工作的實際生產狀況，將其劃分為多個子任務，并對其給予編寫與調試，最后整合起來，并對程序結構完成適時的調整，以便軟件結構程序能夠適應不同的實際生產狀況。

4 結論

總之，在信息技術迅速發展的今天，煤礦電氣自動化系統應用頻率更高，其對促進煤礦安全生產、管理發揮著重要的作用。基于此，本文以電氣自動化系統為研究視角，詳細介紹系統硬件、軟件模塊設計情況，包含輸入電路、抗干擾等設計，以期為類似研究提供一定參考。

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作者簡介：郭宏偉（1970-），男，山東榮成人，本科，工程師，研究方向：電氣自動化，從事煤礦機電方面的技術與管理工作。