煤礦電氣自動化控制系統設計及優化

段立朋

摘 要：我國煤炭開采工程開展較早，并且已經歷經時代變遷，隨著煤礦的不斷開采，煤礦開采深度也在一次次被刷新。因此電氣自動化控制系統在煤礦深部開采中發揮著重要的作用，電氣自動化控制系統的使用可以減少人員進入深井工作，保障了煤礦開采作業人員的安全。與此同時，電氣自動化控制系統在煤礦中的應用也提高了煤礦開采的工作效率和工作質量，可謂是一舉兩得。而在煤礦開采運用電氣自動化控制系統仍存在著一些隱患，因此本文就煤礦電氣自動化控制系統設計及優化進行一系列的分析與探究，并提出了幾項優化策略供與參考。

關鍵詞：電氣自動化;煤礦;優化策略

引言：我國的三大能源包括煤、石油和天然氣，其中我國對煤的使用是世界各個國家中最早的。根據歷史資料顯示，在遼寧省新樂古文化遺址中就發現有煤制工藝品，河南鞏義市也發現西漢時期用煤餅煉鐵的痕跡，因此我國歷代人都有對煤炭開采和使用方法。那么現如今我國擁有億萬人口，對煤炭的需求量也逐漸增加，因而對于煤礦的開采也十分的重視。時代在進步，科技在進步，煤礦的開采技術隨著科技的發展也運用了一些智能的電氣自動化控制系統，并在煤礦開采中被廣泛應用，這一方面節約了煤炭開采的成本，另一方面降低了人力資源，同時提高了煤礦開采的安全性。

1電氣自動化控制系統

電氣自動化控制系統實質上就是利用電子自動化技術對一些電氣設備的監控、系統故障的檢查以及對電氣系統的保護等形成自動化的管理。電氣自動化控制系統的運用可以提高電氣系統的運行效率和運行水平，保障電氣系統的安全性，實現電力行業的現代化發展。與此同時，電氣自動化控制系統多采用plc自動控制系統，這樣既保證了系統性能的穩定性又可以提高生產效率。目前，電氣自動化控制系統被應用于各個行業，其中在煤礦開采中的應用，為煤礦開采增加了安全性，提高了煤炭生產效益。

2煤礦電氣自動化控制系統的應用

電氣自動化控制系統在煤礦開采過程中可以通過系統程序設計好的自動化模式，對煤礦開采過程進行監督、監控及操作的控制這有利于加快煤炭開采步驟，完善并規范煤礦開采操作流程，以保證開采的深度符合煤礦開采的要求，保證其安全性，進而為后續的礦井搭建奠定基礎。電氣自動化控制系統可以對井下作業進行監控，一旦發現供電不良或供電分布不均就會發出報警信息，操作人員能夠第一時間根據系統提供的信息就可以判斷出故障的發生位置和故障將會影響哪一段的施工，進而快速的制定解決方案來應對即將發生的情況。當然電氣自動化控制系統出了對井下工作具備監督的作用，對井上工作也有著一定的監控和操作控制功能，井上機器出現運行方面的故障也可以檢測出來并向操作人發送故障報警信息，這樣一方面使操作人員可以同時監控并掌握井上和井下的施工操作情況，另一方面也減輕了操作人員的工作壓力和工作總量，提高了工作效率。

3煤炭電氣自動化控制系統設計及優化分析

3.1網絡技術遠程控制煤礦開采運行

煤炭電氣自動化控制系統可以自動對數據進行采集并傳輸給上級監控控制部門，其中網絡技術在遠程數據采集、傳輸和下達控制命令中起著重要作用。在進行遠程數據采集時，自動化系統可以利用網絡技術建立起一個相對網絡控制區域，然后通過對此區域的分點控制對數據采集設備進行數據分配收集控制，進而使各個數據采集設備分批運行，保證其設備的供電和運行安全與連續性。當數據采集完畢后煤炭電氣自動化控制系統就會將此數據通過網絡傳輸給煤礦采集監控中心，采集監控中心的工作人員讀數據進行整合并提取出有效信息，最終實現對煤礦采集遠程監控和操控的工作目標。

3.2PLC系統

PLC是一種專門為工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC系統在煤礦開采中的應用會有一定的阻礙，如煤礦的開采長度不同所選用的PLC原件也不同，這樣是為了確保PLC芯片的正常運行。PLC系統對煤礦井下的照明系統和通風系統有著監測和監控的作用，如果煤礦開采相關部門只是一味的要求開采的深度和長度，而忽略了對PLC系統零部件的調整，那么可能會導致出現一些煤礦安全方面的問題，造成巨大的經濟損失，進而影響煤礦的開采進度。

4煤礦電氣自動化控制系統優化策略

4.1煤礦電氣自動化控制系統軟件與硬件的優化設計

4.1.1軟件的優化設計

煤礦電氣自動化控制系統軟件的優化設計分為兩部分，一部分是對軟件結構的優化設計，另一部分是對軟件程序的優化設計。軟件結構的優化是根據系統區域設計部分或煤礦現場實時監測數據的設計，在原基礎上進行軟件結構的擴寬與調整進而達到良好的運行效果。例如：格局煤礦開采量將自動化系統中的軟件分化成許多的運行模式，并對每個模式制定標準，這樣來細化軟件各部分的功能，保證軟件結構的合理性和完整性，進而使軟件可以根據不同的煤礦開采量，隨時調整軟件的結構，確保煤礦開采的工作進度。軟件結構的優化設計中要考慮PLC技術的整體應用，進而為PLC系統設計出能夠控制此系統的功能性軟件。

4.1.2硬件的優化設計

煤礦電氣自動化控制系統硬件主要是對煤礦開采自動化系統進行誤差的控制，其硬件的優化設計包括防干擾的優化設計、輸入電路的優化設計以及輸出電路的優化設計。防干擾優化設計可以將硬件的線路布局進行改善，劃分區域互擾區域，做線路隔離設計，防止電力之間的互相干擾問題的出現。輸入電路的優化設計在煤礦開采作業時可以在線路中配備相對應的輔助電壓原件，防止因施工量增加而引起的輸入電流的運行和短路現象的放生。輸出電路的優化設計可以在電路中接入二極管一類的設備，并做好防干擾工作，防止出現因線路超核運載不均的現象發生，進而穩定輸出電路的正常運行模式。

4.2煤礦電氣自動化控制系統的設備選型

4.2.1優化PLC系統設備

隨著各大行業的發展，PLC系統設備也發生了變化。煤礦開采相關部門應注重優化PLC系統設備，在采購PLC系統設備時應根據煤礦運行的實際情況選擇相對匹配且高性能的PLC系統設備，進而提高電氣系統的自動化控制水平。這樣一方面可以降低系統不斷優化帶來的經濟成本，又可以提高運行效率。

4.2.2優化程序編輯工具

優化程序編輯工具可以為電氣自動化控制提供高效多樣化的編程流程，同時可以根據煤礦開采的實際施工狀態進行個性化的編程設計，以適應煤礦開采的工作進程。而優化程序編輯工具還可以將電氣自動化控制步驟簡單化，方便操作人的使用，簡化其編程途徑，強化其系統中編輯應用的水平。

結語

綜上所述，隨著我國科技的不斷提高，電氣自動化控制系統的性能會逐步增強，性能方面的增強會提高煤礦開采的整體工作效率，降低煤炭開采成本，降低人力資源的使用，同時增加了更多的煤炭生產過程中的安全性。但是，現階段煤礦開采中運用電氣自動化控制系統仍存在著一些問題有待改善，煤礦開采相關管理部門應到實際現場考察，根據實際的煤礦開采情況改善電氣自動化的控制系統，使改善后的自動化控制系統與現場煤礦開采情況相匹配，與此同時需要優化煤礦電氣自動化控制系統設計環節，研究并創新煤礦電氣自動化控制系統的設計方案，進而制定一個完善有效的煤礦電氣自動化控制系統，提高煤礦開采的工作效率，提高其安全性。

參考文獻：

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（陜西旬邑縣旬東煤業有限責任公司，陜西 咸陽 711300）