試論煤礦電氣自動化控制系統的優化設計

張海瑞

摘要：伴隨社會的進步，煤礦電氣自動化系統的控制逐漸發展成當前煤礦開發系統的重要課題之一。其程序應用已經達到了一定的規模，但是同一個系統想要適應于所有的煤礦情況是不實際的。因此在面對這樣的情況，就必須進行創新優化。需要各個方面的分析討論同時還要結合實際情況進行研究。

關鍵詞：煤礦；電氣自動化；系統

一、概論

（一）煤礦電氣自動化控制系統

煤礦電氣自動化嚴格來講是一個交叉型技術應用。煤礦產業一直是我國的主要原材料產業之一，煤礦的開采與發掘是當前我國發展上的重要技術課題。原先我國的煤礦產業開采一直是靠著人力以及簡單的機械設備進行開采，工作環境艱苦，安全也不能保障。如今電氣自動化控制系統的發展讓煤礦開采有了新的創新方向。煤礦電氣自動化控制系統的應用讓煤礦開采率提升到一個新的高度，同時還能保證開采人員的安全。

（二）煤礦電氣自動化控制系統的應用

煤礦電氣自動化控制系統是當前煤礦開采中主要的程序。由于煤礦在開采的過程中需要下降到地面以下，礦洞中灰塵較大，視線不清楚。因此為了保證開采人員的安全與開采目標的準確性，將電氣自動化控制程序引進到開采過程中，由計算機進行控制，這樣就能夠在很大程度上減少不必要的人力物力資源，并且保證了開采人員的安全[1]。在電氣自動化控制系統的應用中可以看到，其系統程序是非常嚴謹的，因為一旦出現一項問題就有可能導致整個開采過程的崩盤。

二、煤礦電氣自動化控制系統硬件優化

（一）輸入電路優化設計

對煤礦電氣自動化控制系統的優化首先要考慮的就是電路優化。輸入電路作為電路中不可缺少的存在則首先需要優化。PLC供電電源的范圍其實是區間較大的，但是我國當前的電氣自動化發展還沒有達到一定的規模，因此造成整個電路的不穩定因素是有很多的，在這樣的基礎上想要保證輸入電路的穩定就必須對其干擾因素進行詳細地分析[2]。

（二）輸出電路優化設計

當煤礦電氣自動化控制系統開始運行的時候，其輸出電路的運行正是整個控制系統能量轉換的唯一形式，因此輸出電路的優化能夠在很大程度上將程序效率提高到一個新的等級中。輸出電路設備的運行是非常需要其他設備進行配合的，因此其他設備的完善情況與整個自動化系統的輸出效率有著很大的關系[3]。如果在其他設備有限的情況下，整個電氣自動化控制系統的輸出頻率可以控制在低于6次/min，這樣就能在保證整體電路抗干擾性能等都能達標的情況下使整個系統效率達到最大。

（三）抗干擾優化設計

煤礦電氣自動化控制的發展時間并不長，因此其中的各項系統發展都還不是很成熟。抗干擾程序是整個電氣自動化程序的核心之一。因為整個自動化程序在運行過程中由于環境原因經常受到干擾，所以為了保證在干擾因素較多且頻繁的情況下系統能夠正常運行，就必須確定抗干擾系統能夠準確運行。想要有效地優化抗干擾程序可以從以下幾個方面入手。首先就是通過隔離變壓器裝置的應用實現對干擾的控制，這樣就能夠在一定程度上簡化程序流程。其次就是對整個系統中的布線方案根據實際情況進行改造，這樣可以減少損耗，使抗干擾程序更好的運行。

三、煤礦電氣自動化控制系統軟件優化

（一）程序結構優化設計

程序結構優化設計的問題困難程度是優化過程中最困難的部分之一。程序結構優化是一項專業性技術。為了保證整個程序能夠更好地應用于煤礦開采，模塊化結構是更好的選擇。在程序結構優化過程中，針對實際情況進行考察，對煤礦開采的過程加以了解并且及對該數據分析，對其劃分為多個模塊。之后對每一個模塊進行設備以及程序分割。這樣首先保證了其程序一旦出現問題，其他部分可以很快停止不會造成短路發生安全問題。

（二）程序運行過程優化設計

程序運行優化設計的根本性只在于I/O接口分配的優化。因此，同之前說的一樣，都是要經過在煤礦現場進行實際考察之后，才能夠對程序運行過程進行優化。運行過程優化的根本目的有兩個，一是減少整個程序的不必要的損耗，二是提升整個程序的運行效率同時保證程序能夠穩定運行。將對應I/O信號的集中編制實現，并且在這個基礎上按需要分配，就能夠在一定程度上達到以上兩個目標。對PCL控制程序的優化減少了對內存的用量，這樣就能夠保證其能夠在較短時間內達到最大的效率。

（三）程序修復系統優化設計

程序修復系統其實就是在特殊情況下才會啟動的系統。當整體系統在運行時，程序優化系統處于休眠時期。但是一旦出現問題，整個系統中的某一個環節出現了短路或者系統運行設備超出負荷等不可預測的問題，程序修復系統就會被激活，能夠在短時間內立刻發現問題的所在之處并且鎖定。根據情況及時做出反應，保證整個程序不會出現崩盤，最后造成設備的不可逆損壞。因此程序修復系統的優化是非常重要的，并且要時時刻刻進行更新，這樣才能保證其運行時不會發生問題。

四、煤礦電氣自動化控制系統發展未來優化前景

（一）發展原則

煤礦電氣自動化控制技術是當前發展的主要技術之一，在發展過程中的各項問題都是需要專業人士進行研究分析的。但是在優化方面就需要既了解煤礦情況又了解計算機程序技術的綜合性工程師解決。煤礦電氣自動化控制技術的優化原則有三個，一是貼合實際，如果不能補貼和煤礦的實際情況，即便優化工作做的再好，都不能保證能夠在運行過程中不出問題。二是以減少損耗為目標，減少損耗的另一個說法就是提高效率[4]。三是抓住程序，程序才是整個技術中的重難點，保證技術就是保證效率與安全。

（二）發展方向

煤礦電氣自動化技術其實就是建議減少人力物力為目標而研發的技術。因此，其發展方向更有可能的就是提升效率。將損耗控制到最低，與此同時保證煤礦開采人員的安全。在這樣的情況下，不斷的對程序優化，不斷的對程序進行全方位的檢查，完善程序中的不足之處保證其運行能夠增加效率，就是當前電氣自動化的主要發展方向。

五、結束語

二十一世紀的今天，電氣自動化控制技術的應用逐漸成熟。煤礦資源的開發更加便捷，在一定程度上加快了社會發展的步伐。對于煤礦工作中的應用雖然沒有更多的經驗，但是也能夠不斷的學習，不斷的靠近我們想要的目標。在這樣的基礎上，針對實際情況進行創新優化，就能夠讓其發展的更遠。

參考文獻：

[1]孫飛.煤礦電氣自動化控制系統優化設計分析[J].中國科技投資，2016（7）.

[2]周偉.煤礦電氣自動化控制系統設計研究[J].工程技術：全文版，2016（12）：00211-00211.

[3]梁飛宇.煤礦電氣自動化控制系統的優化設計思路[J].機械管理開發，2014，29（3）：31-33.

（作者身份證號：1304061986071215180）