自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用

（神達晉保煤業有限公司 山西 036600）

1.自動化控制技術的原理

煤礦通風系統中，自動化控制技術的使用主要是將其用在主站和分站中，分站則主要是對煤礦內部的風壓或者是氣體進行控制，能夠實現監控的功能，而主站在使用風量計算模型計算完成監控信息之后，需要在此基礎上制定通風機的工作方案，之后再將該方案傳輸至分站，再由自動控制設備調控通風機的運行狀況，以此來實現將通風系統的運行狀態控制在穩定范圍內的目的，如圖1所示。

圖1 自動化控制系統圖

從圖中的內容可以得知，在風量、風壓以及溫度等各項參數指標的控制上，自動化技術的使用具有非常重要的意義，同時，還能夠完成對其他單元的控制，為通風系統的安全穩定運行提供了可靠的保障。我國快速發展的科學技術，使得自動化技術也越來越成熟，該項技術在通風系統中的使用效果明顯。

2.自動化控制煤礦通風系統的重要性

(1)保障煤礦井下通風系統的靈活控制

對于煤礦井下有毒氣體、溫度和壓力數值的監測，使用自動化控制技術就能夠得以實現，并且還能夠將收集到的數據信息傳遞至DSP模糊處理模板，對其進行融合處理之后，再與不同階段的警戒值進行對比，從而為確保風機的正常穩定運行提供可靠的保障。

眾所周知，井下的雙風機在閉鎖的狀態下，通常在生產和運行的過程中是主扇運行的狀態，副扇則處于停止狀態。在主扇發生故障后，副扇就能夠發揮出相應的作用。因此，為了能夠給煤礦通風系統的有效運行提供可靠的環境，就需要改進控制系統的各項功能，保障控制系統中各個部件的靈敏度，為其最大限度提升控制效率奠定良好的基礎。將專用的調節驅動電路應用于系統中，能夠完成信息的高效傳輸和共享。在此基礎之上結合DSP控制芯片，可以對信息進行模糊化處理，同時還能夠以此為處理輸出信號的依據，將風機的運行控制在正常的范圍內，為煤礦井下通風系統各項功能的發揮提供便利。

(2)及時對故障進行檢測診斷

在使用自動化系統控制風量的時候，還應該做好一系列的保養工作，將風機能的最大功效充分發揮出來。因此，一旦在煤礦系統中出現故障，就需要將自動化技術作為首選技術，自動化技術的使用能夠根據煤礦系統的故障自動發出報警信號，相關人員在接受到信號之后就能夠及時對故障進行處理，以免故障問題進一步擴大。

(3)有效的對信息進行探測與存儲

在煤礦通風系統中，將自動化控制技術的功能充分發揮出來，在有效排除故障，對煤礦中的異常位置實現全面探測，該功能即信息探測功能。

3.在煤礦通風系統中應用自動化控制技術的具體體現

(1)數據信息監測

自動化技術在煤礦通風系統中的應用，需要以大量的信息數據為支撐。同時，各項數據的采集需要重視信息的有效性，因此，這就需要強化對數據信息監測設備的管理工作，使用信息數據來完成全方位的技術處理工作，從而提供正確的處理反應，以此來強化通風系統的執行能力。并且應該結合實際情況，開展針對性的調控處理工作，結合監測信息數據，將各項有效數據傳遞到傳感器元件中，強化與煤礦礦井中各個區域之間數據的監測聯系，從而形成統一的整體。將數據應用于通風系統中，對于數據的處理也應該做到及時準確。

目前在采集數據的過程中，實時監測工作的開展需要充分考慮到礦井中的空氣變化，空氣成分，礦井中的風壓風速以及礦井中溫度等方面的因素。為了能夠有效提升通風系統的運行效率，就需要強化監測系統的及時性，以便在遇到問題的時候能夠及時反饋到主機，并且針對具體問題提出解決方案，使整個通風系統處于穩定的運行狀態。

(2)傳感器系統

傳感器的組成部分有檢測元件和發生器。首先，信號發生器發揮著傳輸不同信號的作用，常見的兩種信號傳輸方式主要為時分制和頻分制。通過對這兩種傳輸方法進行對比，其中，頻分制能夠起到降低故障出現幾率的作用，并且其電路也相對簡單，該方法的使用范圍也相對較廣。檢測元件主要是能夠實時對礦井的應用情況進行測量，但是，檢測元件的使用需要將傳感器安裝在不同的巷道中。

檢測元件的指標類型比較多，其中包含溫度和風量等。對于風量的遙測需要用到風速檢測元件來進行，通常情況下，常用的風速檢測元件主要有熱式風速儀、恒溫風速儀以及恒流風速儀。要想在遠距離測量風壓，就需要用到差壓變速器，在此過程中主要用到的是定電位電解法以及紅外線吸收法等等。

(3)用于分析數據并發現安全隱患

對于系統數據的采集，通過實現數據的圖形轉換，能夠更加清楚地找出存在于數據中的問題。通過對比數據信息，可以在一定程度上針對問題進行探討，目前，如果在煤礦作業的大環境下風速相對較低，就會因空氣流動性太差而使井下的溫度不斷上升，通過分析相關數據表明，需要做好井下空氣質量的實施監測工作。一旦溫度超出合理范圍，就會及時進行報警，并且工作人員也會做出決策采取緊急措施。在此過程中，工作人員需要嚴格按照設備異常情況下的參數變化以及正常運轉參數變化，推斷存在于通風系統中的問題，之后采取針對性的措施予以處理。

(4)通風系統

該系統的主要作用是實現對風量的控制，在實際使用通風系統的過程中，應該改變百葉窗的角度，并且要借助風門來實現控制風量的效果。面對風門和百葉窗的運轉狀態，應該根據礦井對風量的需要使用頻率發送器來對其風量控制情況進行檢測，之后再將測得的信號傳送至中央控制臺，使其根據需要來調節葉片或者風門的具體角度，或者改變其運行狀態，最終對風量進行合理控制。

同時，可以改變通風機電機的轉速，以此來控制風量，要想實現上述功能，變頻裝置必不可少，應該將其安裝在通風機的電機中，同時，還需要在定時器的協助下來對風機中的風量進行嚴格把控。

(5)中央控制系統

在各監控站中中央控制系統比較常見，監控站通過整合處理接收到的信息，將監控數據作為主要依據，以此來修改系統中的控制指令，通過控制執行機構來達到所需效果。同時，還需要實施對通風系統設備的工作狀態進行監控，以便為解決異常狀況提供可靠的依據。計算機作為中央控制系統中的核心內容，計算機存在著很多接口，并且其擴展能力也相對較強，具有較快的運算速度以及較高的精確度，能夠實現整個自動控制過程的優化。

(6)查詢及打印數據報表

在使用自動化技術對煤礦通風系統進行處理的過程中，需要基于不同時期的數據，在主機上的各個區域以及固定的時間段調取信息。在此過程中，專業人員要想分析出現的問題，就需要結合實際數據來查看，對于檢查過程中報表中的查詢數據也可以進行打印。歷史數據和實時數據都能夠隨時調用，這樣一來就能夠在一定程度上提升工作效率，盡可能減少不必要的麻煩，確保具體問題的分析有據可依。

4.結束語

綜上所述，為了能夠順應社會化的發展進程，強化煤礦企業的綜合實力，就需要全面分析威脅煤礦企業發展的安全隱患，并且使用自動化控制技術來增強煤礦企業的安全管理水平，確保煤礦生產工作的安全開展，同時還能夠為推動我國煤礦企業的發展奠定良好的基礎。