煤礦電氣自動化控制系統的優化設計思路

盧闖

摘? 要： 近些年來，煤礦企業的發展為我國的經濟建設以及人們的生產和生活提供了源源不斷的動力。隨著科技的進步以及電氣自動化技術的不斷 發展進步，自動化控制系統也已經應用到了我國的煤礦企業，在提高煤礦企業生產效益方面起到了很大的作用。在煤礦企業的電氣自動化控制技術中， PLC嵌入式的電子自動化系統在煤礦系統的控制方面起到了非常重要的作用。本文主要對電氣自動化控制系統的特點進行分析，接著對電氣自動化系統 優化的要點進行分析和探究，期待能夠有效推進我國煤礦企業對自動化控制系統的應用，從而實現經濟效益的顯著提高。

關鍵詞： 煤礦電氣自動化控制系統;優化設計;研究

引言

隨著國家對煤礦生產提出的以機帶人煤礦擴大井下回采規模，有助于 提升回采效率與質量，能全面促進礦井開采的持續性與有效性。電氣自動 化控制技術屬于集成化控制措施，在煤礦開采作業中應用廣泛，被有效作 用于礦井生產中。該技術既可以簡化回采作業流程，還可以集中控制井下 設備，能有效提升礦井作業效率與精度，保障礦井回采作業安全，實現煤 礦企業長久穩定的發展目標。

1 煤礦電氣自動化控制系統概述

1.1? 控制系統概述

煤炭是傳統的化石能源中人類利用最早的一種能源，并且在我國的 能源組成中占據了非常大的比重，雖然現在國家已經開始限制煤炭的使用 范圍，但是我國的煤炭需求量依舊在增加。所以提高煤礦的開采效率是非 常重要的，這就需要應用電氣自動化技術，其不但可以提高資源的利用效 率，而且還可以為國家的經濟發展貢獻一份力量。整個電氣自動化控制系 統的組成主要是單片機，其中包括電源、防水和斷電設備以及通風機等。 而單片機對于環境的適應性是比較弱的，所以在進行選擇和操作的過程中 要非常地仔細和謹慎，因為一旦出現了漏水事故，那么單片機的工作就會 受到很大的影響。

1.2? 煤礦電氣自動化控制系統的特點

首先，運用煤礦電氣自動化控制系統能提高礦井生產的效率。相較于 傳統的機械化開采模式，煤礦電氣自動化控制系統的運用能更有效提高生 產的效率和質量，而且能實現對人力資源的合理配置，減輕工作人員的勞 動強度。其次，運用煤礦電氣自動化控制系統能有效提高礦井安全生產水 平。煤礦開采的環境大多較為復雜且惡劣，主要表現為開采當地水文地質 條件較為復雜，因此對于煤礦開采有著更高標準的要求，需要積極運用煤 礦電氣自動化控制系統，以此來提高煤礦生產的效率，保證煤礦開采的質 量。最后，運用煤礦電氣自動化控制系統能實現節約能源且保證采煤質量 的目的。煤礦電氣自動化控制系統在運用的過程中能充分結合不同設備的 運行情況，實現對設備運行的優化和調整，以此來提高資源利用的效率和質量。

2 煤礦電氣自動化控制系統現狀

通過對國際煤礦業發展態勢分析發現，自動化將成為未來發展的主 要趨勢。煤礦通過合理應用自動化系統，能夠實現診斷、監控、維護一體 化，相應提升煤礦作業的自動化水平，緩解開采人員負擔。自動化技術結 合計算機技術，能在煤礦開采過程，優化整合煤礦生產信息。按照煤礦自 動化要求，新建設的礦井，必須建設自動化網絡平臺，以此提升礦山控制 與管理的自動化水平。對于主力生產礦井，由于原本的自動化水平相對較 高，為了集中控制設備，逐漸過渡到集成化管理模式。針對生產工藝落后 礦井，礦井自動化水平不足，必須充分考慮生產相關問題，進行自動化優 化與改造。企業通過子系統帶動的方式，逐漸研發出綜合化系統，用以維 護礦井人員安全，全面提升開采作業效率，實現節能降耗目標。針對人員 需求大、安全系數低、能耗高的子系統，應當率先進行改造調整，對子系 統自動化水平進行優化，以此維護系統運行安全與可靠性，深入踐行節能 與高效目標。現階段，各行業領域開始應用自動化技術，尤其是核電業、 火電廠、煤礦業、石油化工領域，呈現出現代化、自動化的發展趨勢，同 時可以結合國內外先進技術與成熟經驗，來制定標準的煤礦信息化、自動 化解決方案。

3 煤礦電氣自動化控制系統的優化設計

3.1? 系統輸入電路的設計優化

通常情況，在進行輸入電路的設計優化時需要綜合考慮 PLC供電電源。由于煤礦生產的實際作業環境相對比較惡劣，供電方面也具有很大的 不穩定，另外，環境因素對輸入電路產生的影響較大，因此，對煤礦電氣 自動化控制系統中的安全性與穩定性會造成很大的不利影響。在優化輸入 電路的設計時，首先需要根據實際的生產情況，采用相應的電源濾波技術 或隔離變壓器技術，來提升其抗干擾性能，使輸入點電路得到優化。由此 可以看出，對輸入電路進行優化對于煤礦電氣自動化控制系統來講具有非 常重要的意義，相關部門與人員必須要給予高度的重視。

3.2? 硬件創新設計要點

進行硬件創新設計，關鍵在于提高電氣自動化控制系統的抗干擾能 力，同時提高系統的負載能力。在實際煤礦生產的過程中仍然存在許多的 影響因素，這些因素會影響到電氣自動化控制系統運行的安全性和穩定 性，為了保證其安全穩定運行，需要不斷加強抗干擾設計。進行抗干擾設 計的主要內容如下：首先需要積極運用電磁屏蔽效應，在這個過程中需要 運用到金屬殼及屏蔽層來實現對干擾信號的屏蔽。其次可以選用專業的屏 蔽設備，例如隔離變壓器等，以此來提高電氣系統的抗干擾能力。最后要 提高布線的科學性，將弱電信號線和強電動力線相分離，從而采取單獨走 線的模式，這樣做的目的在于避免雙線交叉從而造成干擾。

3.3? 對軟件結構進行設計優化

與其說是優化軟件結構，倒不如說是優化模塊化設計與基本的程序 化設計。在目前的煤礦技術中，要根據不同的煤礦開采情況，來優化和調 整程序，進而將模塊化設計應用到現代煤礦工業中來，但需要注意的一點 是，在進行系統軟件結構的優化時，要先對自身的生產特點與生產規模進 行分析，然后在綜合全方位因素對系統軟件結構進行全面優化，這樣才能 更好的滿足現代煤礦企業的生產與發展需求。系統軟件結構的優化要緊密 結合煤礦企業的實際生產情況，只有這樣才能將其的作用發揮至最大。

3.4? 電氣接地系統的設計與優化

煤礦實際開采的時候，其電氣設備的電壓要高一些，這樣系統的才會 正常穩定的運行。系統在實際運行過程中，其具有一定的復雜性，因此，? 在系統中要設計接地系統。在傳統的接地方式中，一般是應用的是單線的 連接方式，但是這種單線連接方式，并不是各種類型的設備都可以應用，? 所以，在設計與優化系統的過程中，可以將接地方式進行分類，例如，將 接地方式設計為靜電接地、防雷接地兩種方式，此外，還可接地方式，還 有屏蔽接地和直流接地兩中接地方法。在煤礦生產過程中，要想加強煤礦 生產安全性，則可以利用不同的接地方式來保障煤礦生產的安全性。

4 結束語

綜上所述，在我國煤礦企業當前的發展中，電氣自動化控制系統起著 非常重要的作用，對煤礦企業生產效率和生產安全性的提高都具有重要意 義。因此企業在發展中一定要結合企業的生產實際情況和電氣系統技術的 發展情況對電氣自動化系統進行持續的優化設計。通過這種方式不斷實現 企業生產效益的提升以及促進煤礦企業的發展壯大，進而實現我國經濟效 益的不斷提升。

參考文獻：

[1]胡曉芳.煤礦電氣自動化控制系統關鍵技術創新設計與應用研究[J].南方 農機，2019，50（11）：212-253.

[2]王素玲.單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用研究[J].內燃機與配 件，2020（14）：215-216.

[3]石方剛 .煤礦電氣自動化控制系統關鍵技術創新設計與應用[J].石化技 術，2019，26（09）：359-360.