淺談新型礦用電動閥門自動控制系統設計

摘 要：雖然現在我國的社會經濟已經基本上保持在了高速發展的狀態，同時，相應的科學技術也在不斷地有所提升，使各個行業的實際水平都得到了有力的保障。但對于煤礦行業來說，其中礦用電動閥門自動控制系統，還是會存在各種各樣的問題，這樣一來煤礦的生產過程就會受到直接性的影響。而下文就將對新型礦用電動閥門自動控制系統的涉及進行研究分析。

關鍵詞：電動閥門;自動監控系統;可編程控制器

一、 引言

隨著科技的不斷進步以及時代的不斷發展，現在電動閥門已經在我國大型現代化的生產中，得到了比較廣泛的應用。對于現在國內所存在的閥門自動控制系統來說，其大部分都是由分立元件或者是單片機等進行控制。但因為煤礦工作最大的特點就是施工環境惡劣，所以當煤礦工作者在對閥門自動控制系統進行使用的時候，其可靠性就難以得到保障。除此之外，在該系統的實際運行過程中，只會有一部分LED燈還完成顯示任務，所以其并不能針對運行過程中的電流、電壓等這類數據的實際參數，進行實時性的顯示。所以，現在相關工作人員首先要做的就是對新型智能化監控系統進行設計。

二、 電動閥門自動控制系統

（一） 總控制原理

對于總控制來說，其工作原理就是，以電動機的漏電電阻、電流以及電壓等的采樣回路為基礎，對主電回路中的相關參數等一系列的模擬量進行檢查，然后再利用A/D模塊把其轉變為清晰的數字量，接著就把這些已經轉變完畢的參數準確無誤的輸入到可編程序控制器中。除此之外，對于電動閥門來說，其任何時間的工作情況，也要向可編程序控制器提供。最后，可編程序控制器就會實時性的監控電動閥門中所涉及的每一個內部動作。

（二） 工作流程

首先，在開展實際工作之前，相關工作人員第一步要做的就是把選擇開關調整到試驗位，然后再對觸摸屏的組態軟件進行使用，以此對電動閥門的工作參數進行設置，在設置過程中，工作人員也可以機型選擇控制距離，以及實際運行狀態。除此之外，工作人員還要對額定電流、額定電壓以及對漏電電阻等進行設置。對于需要進行測試的性能來說，其包括漏電過程中，電阻性能試驗、短路時性能試驗以及過流時的性能試驗等，測試工作的存在可以對各個保護功能的實際狀態進行有力的保障。其次，在開展實際工作的過程中，相關工作人員就要把換向開關調整到工作位置。對于監控系統來說，其首先要監測的就是漏電過程中電阻的實際數據，已經工作過程中電壓的實際數據。如果最終的監測結果超過了提前所設置的數據范圍，那么組態界面就會在第一時間，對造成故障出現的原因進行顯示，與此同時，電動閥門的開關等操作也不能再正常進行。如果最終的監測結果保持在提前所設置的數據范圍之內，那么后續的一系列操作就都可以保持在正常狀態。最后，只有系統進入到自動監測狀態，并保持穩定以后，系統才可以對可監控電動閥門的實際情況進行監測，如果檢測過程中發現了故障的存在，那么系統就可以結合故障的略欸行以及過流時所產生的倍數，計算出合理的斷電時間。

三、 ?智能組態監控系統的設計

（一） 硬件設計

對于選擇開關來說，其所處的位置屬于實驗位置，同時隔離開關也不可以合閘，所以在此背景下，在對防爆內腔內部進行設計的過程中，就增添了機械互鎖機構。對于PLC來說，其最為突出的優點就是有價高的可靠性，同時可以被有效的應用在會受到強烈干擾的工業生產現場?；诖?，相關工作人員就可以對三菱公司的FX1N-23MR進行使用。而對于外加通信擴展版以及特殊的適配器來說，在對這兩樣東西進行使用以后，各種通信與數據之間就可以得到有效的連接。對于觸摸屏來說，一般情況下工作人員就可以使用三菱的F930GOT。最后，工作人員可以按照圖紙所展示監控系統電路工作的電氣原理圖，對監控系統的電路電氣進行有效的設計。

（二） 軟件設計

對于PLC的設計軟件來說，工作人員可以使用三菱公司的GX Developer8.0，然后利用順序控制的程序等開展后續的軟件設計工作。對于該設計環節來說，其中比較難解決的問題就是控制程序以及顯示程序之間的交錯復雜，而對于此問題，工作人員就可以利用順序功能圖來對其進行解決。最后設計程序的過程中，工作人員可以參考圖二這一程序軟件設計流程圖。

四、 ?設計過程中所存在的難點

首先，對于觸摸屏來說，其對于PLC的掃描周期會存在比較嚴格的限制。如果實際掃描周期大于17ms，那么在屏幕上就會顯示出相關的超標警告。所以對于此情況，工作人員就虛高要對中間變量以及條件返回指令進行使用，以此來達到縮短掃描周期的效果。其次，井下對于隔爆方面的要求相對來說也比較嚴格，所以工作人員不能對觸摸屏進行直接性的使用。所以基于此，工作人員就需要對防爆面板進行利用，把防爆面板上所包含的使閥門上升、下降以及停止的按鈕，當作上、下以及確定鍵來進行使用，通過此方法來完成對于組態監控系統中，各個參數以及控制的設置工作。最后，電流互感器二次側感應電流的取樣信號，與電流互感器一次側的電流不可能完全成線性的比例關系。所以工作人員還要對最小二乘法擬合直線的原理進行使用，結合電流值所處于的區間，對擬合方程計算子程序進行設計，然后再以此獲得比較準確的電流，這樣一來保護動作的可靠性就可以有所提升。

五、 ?結語

在煤礦生產過程中，新型電動閥門自動控制系統的存在，可以對以往比較傳統的電動裝置所存在的可靠性以及故障保護等方面的問題，進行有效的解決。同時，該系統的存在還可以對造成故障產生的實際原因進行實時性的顯示，并且還可以對其進行有效的記錄，以此來保證煤礦自動化的生產效果，同時，也滿足煤礦自動生產化對于自動控制系統方面的需求。

參考文獻：

[1]劉利.電動調節閥開度控制的研究與實現[J].機電工程，2017（2）：55.

[2]周海清.一種新穎的電動機多故障綜合保護裝置[J].電工技術，2018（6）：12.

作者簡介：李可心，艾默生過程控制有限公司。