煤礦電氣自動化控制系統設計及優化

李濤

摘 要：本文結合實際情況，對煤礦電氣自動化控制系統設計要點及優化措施進行了分析與討論，以便為后續煤礦生產的有序進行提供參考及借鑒。

關鍵詞：煤礦；電氣自動化；控制系統

煤礦產業與我國經濟發展與人們生活存在直接關系，保證煤礦生產效率及降低成本是保障產業發展及保證能源有序供應的前提及根本。煤礦生產中的電氣自動化控制及運行對提高煤礦生產能力及實現節能降耗等具有積極作用，且也可促進煤礦產業升級。本文結合實際情況，從煤礦生產為例，對其電氣自動化控制相關問題進行了分析，討論了實施電氣自動化控制的新型途徑及方式，具體如下：

1 煤礦生產電氣自動化控制設計要點及討論

電氣安全是保證電力系統有效運行的關鍵，而對其電力系統運行過程中的故障問題常對電力系統造成較為嚴重的災害，影響其運行且對實際生產造成重要影響。而從煤礦生產為例，電氣自動化控制技術已在煤礦生產中得以應用，而對其實施設計，筆者認為應考慮以下問題：其一，經濟安全，礦井電氣控制中應采取有效的措施在保證電氣安全及避免故障的前提下合理選擇電氣設備，如變壓器控制中盡可能做到向單一線路供電等，以實現單一化控制及減少故障的連鎖反應。其二，電源控制開關與線路應保持一一對應關系，其應遵循就近原則，即開關距離應盡可能接近電源。其三，分列并行應作為變壓器設置的主要原則，可降低絕緣電阻降低而致使的繼電器惡化，從而造成大面積停電，使得電氣控制安全性降低及故障易發生。

2 煤礦電氣自動化控制系統設計優化相關問題分析

2.1單片機在煤礦電氣自動化控制系統優化中的應用及討論

從煤礦生產電氣自動化控制而言，其實施控制最關鍵的組成為單片機。而結合其應用情況，單片機的應用主要集中在通風系統及礦區漏電保護中。如在漏電保護中應用，但發生故障時，電氣系統電阻值會出現明顯降低情況，則會誘發繼電器停止動作；單片機在接受到故障后會發出信號至中央處理器，致使中央處理器做出切斷故障線路及啟動備用線路的動作，以保證設備的正常運行。而同時，該類故障發生后，電路中電流突然增加，該種情況下，單片機應能夠實施程序計算，對系統各部分進行檢測，以保證電路運行安全。

再如風機控制中，傳統采用的控制模式無法結合礦井具體情況實現對風機功率的控制，即風機只能進行恒速及統一的開關機控制。單片機的使用有效解決了無法根據礦井內部需求而調節送風量及運轉風機數量的問題。如通過對礦井內部情況的檢測及時反饋至單片機，進而通過單片機控制風機供風量及機臺數的控制，提供了運轉效率及控制的自動智能化程度，為企業帶來了客可觀的經濟效益。

2.2變頻器在煤礦電氣自動化控制系統優化中的應用及討論

所謂變頻器，即為、依靠電子元器件及控制電路，完成大功率電能形態變換，并以形態變化后的電能驅動電動機實現機械運動，與實現對工作系統的運動控制及節能控制，其應用及實施電路改造最主要的目的在于節能。如以皮帶機的運轉為例，采取傳統的皮帶機運轉模式主要弊端在于采煤運煤過程中的皮帶機運轉速度是恒定的，而應對低負荷采煤工況則容易造成皮帶機空轉，使得電能消耗過大及設備損耗嚴重，不經濟。采取變頻控制模式，對皮帶機控制電路安裝變頻器并實施改造，將對解決以上問題提供了可能。即，對于皮帶輸送機而言，影響皮帶輸送機功率P的主要因素包括運煤量Q及皮帶速度v；而當運煤量不變時，其功率P與帶速v成正比關系。即在帶速增加必然造成運煤量增加。故，在，滿足運煤量前提下，可通過控制帶速而起到減少電動機功率消耗的作用，從而造成電能的節約。

2.3智能控制在煤礦電氣自動化控制系統優化中的應用及討論

智能控制是現有大力發展的關鍵技術，也是現有工業領域重點突破與應用的主要技術。對于該技術在煤礦生產電氣系統自動化控制中的應用主要包括以下方面的內容：如故障檢測，煤礦生產環境惡劣，電氣工程自動化控制中存在較多的安全隱患，在日常維護管理中采用人為力量實現實時監控存在一定難度，且一些細微問題不能及時被發現；而利用智能化技術，通過視頻監控與測量技術，實時反饋信息至計算機終端，并通過人為設計的程序實施判斷與報警，很大程度上提高了監測效率，保證了準確度及有效率。再如，電氣自動化控制，煤礦電氣系統運行過程復雜，操作失誤容易引發短路等故障，通過智能化控制，利用計算機可電氣工程電氣設備的有效控制，提高了控制精度及及時性，同時，利用其診斷系統實現了故障快速診斷與預防，對減免故障及減少損失具有一定價值。

2.4 PLC在煤礦電氣自動化控制系統優化中的應用及討論

對于PLC技術在煤礦電氣化控制中應用，其意義巨大。如神東煤礦公司在皮帶機控制上引進了西門子PLC控制設備，其實現了對皮帶機控制的有效性，也使得其控制更加的安全、穩定及靈活，且對于一些控制中所存在的一些安全隱患均能夠實現提前報警，可對突發時間能夠及時控制。即在PLC控制皮帶機運輸中，其主要通過通信模塊與工業以太網進行連接，PLC編程，通過主電路上的啟動開關與停止開關與皮帶上的啟動按鈕與停止按鈕進行連接，能夠實現對皮帶啟動、停止狀態的有效控制，實現遠程操作。

3 結束語

綜上所述，煤礦生產的電氣化控制與改造是這些年煤礦企業大力發展及推進的具體工作。結合現有技術，如何更好對電氣設備實施高效控制是必須面對的問題。本文對電氣設備實施自動化改造相關問題進行了舉例說明，其目的在于強化先進控制技術在電氣控制中的應用及為后續生產提供參考及借鑒。

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