煤礦電氣自動化控制系統設計及優化

寇茹娜

（平頂山天安煤業股份有限公司五礦，河南 平頂山 467000）

煤礦是我國經濟結構中的重要組成內容，煤炭企業發展與我國眾多領域的發展有著非常緊密的聯系，是社會經濟發展的能源保障。社會對于煤炭企業的發展也非常的關注，對于煤炭能源的需求量也在不斷上漲。煤炭生產企業利用自動化控制系統，不僅可以促進煤炭生產效率和質量的提升，還能保障煤炭生產的安全性，縮減煤炭能源生產的成本投入，提升煤炭企業的經濟效益。只有不斷的對煤礦電氣自動化系統進行優化，才能為煤炭企業發展輸入源源不斷的動力。

一、煤礦電氣自動化控制系統概述

煤炭作為傳統能源，在我國有著很多的應用，是我國重要的資源，無論對日常生活或是工業生產都有著不能缺少的重要作用。電氣自動化技術的應用，從本質來說，就是將資源的利用率最大化，即實現最高性價比。

電氣自動化控制系統中的主要組成部分是單片機，其組成的主要部分包括電源、斷電設備、防水設備、通風機等。在系統組成中，選擇單片機時需要與工作環境適應，且操作時應該非常謹慎，切實避免漏水等事故發生。單片機的主要工作原理是通過CPU信號的變化進行控制，在煤礦的工作條件下，安裝單片機可以做到保護作用。具體來說，單片機會對電流變化進行感應，通過程序實現電流―電壓信號的轉換，同時進行信號的轉換。數據進行轉換式采集后，通過電腦顯示，通過控制設備配置的基本參數，可以對采集的數據進行完整保存。單片機對于煤礦開采過程中實行的保護作用，主要是斷電保護和通風。

二、煤礦電氣自動化控制系統現狀

無論是國際或者國內，煤礦業的自動化發展必然將成為未來發展的道路。無論在煤礦的建設還是發展中，自動化系統可以實現監控、診斷、維護等諸多內容，實現整體生產過程的自動化，是對工作效率的提高。目前，根據我國《煤礦自動化規劃》要求，我國建設的新建礦井均為綜合自動化網絡平臺主導生產管理。正在生產的主力礦井，均為自動化基礎好的礦井，從設備集中控制向系統集中控制轉變，對一些老礦井進行自動化改造，按照節能降耗的原則，進行逐步的改造。

目前，自動化控制技術被廣泛應用在多個行業，其中煤礦、火電、核電、化工、石油等行業對自動化的應用已經較為成熟，并處在不斷發展之中，結合現狀，煤礦電氣自動化控制系統創新后，未來的發展方向，則是將技術與成熟的產品、多年實際運行過程中的經驗進行整合，對自動化控制提供更為完整、整體性的方案。

三、煤礦電氣自動化控制系統優化設計研究

對于煤礦電子自動化控制系統而言，硬件是主體，而軟件則是核心，是所有功能得以實現的關鍵之所在，因此必須對軟件設計進行優化，從而確保系統的功能和作用得以最大限度地發揮。在進行系統軟件優化設計時，可將程序的結構及過程重點。

（一）設備系統優化

煤礦的開采，現代化式應用自動控制系統，提高工作效率即意味著提高企業的競爭力。為了電氣自動化控制利用更加高效，選用PIC設備之前，必須進行整體性系統狀態和功能的評估。若只對煤礦開采中的瓦斯濃度進行監測，可以選擇微型設備。但是礦井中，水位高低直接影響著水泵的工作狀態，所以對PIC的選擇上就必須選擇大型設備。

在優化設備系統上，使設計要求水平更高并對礦井實施全方位實時監控，是未來的主要發展方向。實現這一內容，可以全方位對礦井下的情況并數據進行掌控。另一方面，在編程程序上，當前主要有三種，分別為手控編程、PIC編程和計算機編程。三者并沒有絕對優劣，手動編程適合數據較少時使用，PIC編程適合大規模的采礦需求，但是范圍有限制。計算機編程和PIC編程的結合，能提高效率但是耗資大，以上多種編程組合方式中，在煤礦電氣自動化控制系統的創新時，應根據當時情況的需求，因地制宜，因時制宜，完成編程方式的選擇。

（二）優化系統軟件

系統軟件的優劣對于煤礦開采工作的順利進行也至關重要，對系統軟件進行創新，意味著對于不同變化條件可以進行更加細致的滿足，即提高開采效率和開采質量。對這一目標的實現，需要通過進行系統內部軟件的處理，處理得當則是完成這一目標的關鍵步驟之一。對系統內部軟件的處理，應用直觀的圖表來展現組合裝配，不僅是PIC系統應用過程中的關鍵步驟，同時也是技術上的難點。系統創新或優化的工作，應該從自身的規模進行，在了解煤礦開采工作實際需求的前提下，進行工作設計，選擇軟件的參數，并且進行合理搭配，使優化/創新之后的系統可以與煤礦的實際運行情況相匹配，然后在實際操作過程中，完成對工效和質量的提升。

（三）優化系統硬件

系統硬件和系統軟件可以互為參照，缺一不可，都是在電氣自動化控制系統中屬于重要部分。簡單來說，系統硬件主要會涉及到輸入及輸出的設備。相應的，對系統硬件的優化也包括兩個部分，對輸入設備的優化和對輸出設備的優化創新。其中，對輸入設備的創新以PIC設備供電電壓為基礎，一般電壓在85～240V之間，考慮到煤礦的實際工作環境往往比較惡劣，所以需要對安裝電源進行凈化，過程需要特定的方法考量。電路的創新，通常選擇濾波器和變壓器，兩者進行結合就可以對電壓進行較好的控制。

輸出設備的創新，則需要對指示標準和調試的裝置進行選擇，一般可以采用晶體管的輸出方式，此種方法可以保證反應速度，同時對電流頻率有益。

結束語

總之，煤礦電氣自動化控制系統對于保障煤礦生產效率，以及煤礦生產的安全性有著直接性的影響。想要促進我國煤礦生產企業實現可持續發展，就必須要不斷地加強煤礦電氣自動化控制系統的優化。使得電氣自動化控制系統運行更加穩定、可靠。