煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計思路

盧闖

摘? 要： 近些年來，煤礦企業(yè)的發(fā)展為我國的經(jīng)濟建設以及人們的生產(chǎn)和生活提供了源源不斷的動力。隨著科技的進步以及電氣自動化技術的不斷 發(fā)展進步，自動化控制系統(tǒng)也已經(jīng)應用到了我國的煤礦企業(yè)，在提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)效益方面起到了很大的作用。在煤礦企業(yè)的電氣自動化控制技術中， PLC嵌入式的電子自動化系統(tǒng)在煤礦系統(tǒng)的控制方面起到了非常重要的作用。本文主要對電氣自動化控制系統(tǒng)的特點進行分析，接著對電氣自動化系統(tǒng) 優(yōu)化的要點進行分析和探究，期待能夠有效推進我國煤礦企業(yè)對自動化控制系統(tǒng)的應用，從而實現(xiàn)經(jīng)濟效益的顯著提高。

關鍵詞： 煤礦電氣自動化控制系統(tǒng);優(yōu)化設計;研究

引言

隨著國家對煤礦生產(chǎn)提出的以機帶人煤礦擴大井下回采規(guī)模，有助于 提升回采效率與質量，能全面促進礦井開采的持續(xù)性與有效性。電氣自動 化控制技術屬于集成化控制措施，在煤礦開采作業(yè)中應用廣泛，被有效作 用于礦井生產(chǎn)中。該技術既可以簡化回采作業(yè)流程，還可以集中控制井下 設備，能有效提升礦井作業(yè)效率與精度，保障礦井回采作業(yè)安全，實現(xiàn)煤 礦企業(yè)長久穩(wěn)定的發(fā)展目標。

1 煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)概述

1.1? 控制系統(tǒng)概述

煤炭是傳統(tǒng)的化石能源中人類利用最早的一種能源，并且在我國的 能源組成中占據(jù)了非常大的比重，雖然現(xiàn)在國家已經(jīng)開始限制煤炭的使用 范圍，但是我國的煤炭需求量依舊在增加。所以提高煤礦的開采效率是非 常重要的，這就需要應用電氣自動化技術，其不但可以提高資源的利用效 率，而且還可以為國家的經(jīng)濟發(fā)展貢獻一份力量。整個電氣自動化控制系 統(tǒng)的組成主要是單片機，其中包括電源、防水和斷電設備以及通風機等。 而單片機對于環(huán)境的適應性是比較弱的，所以在進行選擇和操作的過程中 要非常地仔細和謹慎，因為一旦出現(xiàn)了漏水事故，那么單片機的工作就會 受到很大的影響。

1.2? 煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的特點

首先，運用煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)能提高礦井生產(chǎn)的效率。相較于 傳統(tǒng)的機械化開采模式，煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的運用能更有效提高生 產(chǎn)的效率和質量，而且能實現(xiàn)對人力資源的合理配置，減輕工作人員的勞 動強度。其次，運用煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)能有效提高礦井安全生產(chǎn)水 平。煤礦開采的環(huán)境大多較為復雜且惡劣，主要表現(xiàn)為開采當?shù)厮牡刭| 條件較為復雜，因此對于煤礦開采有著更高標準的要求，需要積極運用煤 礦電氣自動化控制系統(tǒng)，以此來提高煤礦生產(chǎn)的效率，保證煤礦開采的質 量。最后，運用煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)能實現(xiàn)節(jié)約能源且保證采煤質量 的目的。煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)在運用的過程中能充分結合不同設備的 運行情況，實現(xiàn)對設備運行的優(yōu)化和調整，以此來提高資源利用的效率和質量。

2 煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

通過對國際煤礦業(yè)發(fā)展態(tài)勢分析發(fā)現(xiàn)，自動化將成為未來發(fā)展的主 要趨勢。煤礦通過合理應用自動化系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)診斷、監(jiān)控、維護一體 化，相應提升煤礦作業(yè)的自動化水平，緩解開采人員負擔。自動化技術結 合計算機技術，能在煤礦開采過程，優(yōu)化整合煤礦生產(chǎn)信息。按照煤礦自 動化要求，新建設的礦井，必須建設自動化網(wǎng)絡平臺，以此提升礦山控制 與管理的自動化水平。對于主力生產(chǎn)礦井，由于原本的自動化水平相對較 高，為了集中控制設備，逐漸過渡到集成化管理模式。針對生產(chǎn)工藝落后 礦井，礦井自動化水平不足，必須充分考慮生產(chǎn)相關問題，進行自動化優(yōu) 化與改造。企業(yè)通過子系統(tǒng)帶動的方式，逐漸研發(fā)出綜合化系統(tǒng)，用以維 護礦井人員安全，全面提升開采作業(yè)效率，實現(xiàn)節(jié)能降耗目標。針對人員 需求大、安全系數(shù)低、能耗高的子系統(tǒng)，應當率先進行改造調整，對子系 統(tǒng)自動化水平進行優(yōu)化，以此維護系統(tǒng)運行安全與可靠性，深入踐行節(jié)能 與高效目標。現(xiàn)階段，各行業(yè)領域開始應用自動化技術，尤其是核電業(yè)、 火電廠、煤礦業(yè)、石油化工領域，呈現(xiàn)出現(xiàn)代化、自動化的發(fā)展趨勢，同 時可以結合國內外先進技術與成熟經(jīng)驗，來制定標準的煤礦信息化、自動 化解決方案。

3 煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計

3.1? 系統(tǒng)輸入電路的設計優(yōu)化

通常情況，在進行輸入電路的設計優(yōu)化時需要綜合考慮 PLC供電電源。由于煤礦生產(chǎn)的實際作業(yè)環(huán)境相對比較惡劣，供電方面也具有很大的 不穩(wěn)定，另外，環(huán)境因素對輸入電路產(chǎn)生的影響較大，因此，對煤礦電氣 自動化控制系統(tǒng)中的安全性與穩(wěn)定性會造成很大的不利影響。在優(yōu)化輸入 電路的設計時，首先需要根據(jù)實際的生產(chǎn)情況，采用相應的電源濾波技術 或隔離變壓器技術，來提升其抗干擾性能，使輸入點電路得到優(yōu)化。由此 可以看出，對輸入電路進行優(yōu)化對于煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)來講具有非 常重要的意義，相關部門與人員必須要給予高度的重視。

3.2? 硬件創(chuàng)新設計要點

進行硬件創(chuàng)新設計，關鍵在于提高電氣自動化控制系統(tǒng)的抗干擾能 力，同時提高系統(tǒng)的負載能力。在實際煤礦生產(chǎn)的過程中仍然存在許多的 影響因素，這些因素會影響到電氣自動化控制系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定 性，為了保證其安全穩(wěn)定運行，需要不斷加強抗干擾設計。進行抗干擾設 計的主要內容如下：首先需要積極運用電磁屏蔽效應，在這個過程中需要 運用到金屬殼及屏蔽層來實現(xiàn)對干擾信號的屏蔽。其次可以選用專業(yè)的屏 蔽設備，例如隔離變壓器等，以此來提高電氣系統(tǒng)的抗干擾能力。最后要 提高布線的科學性，將弱電信號線和強電動力線相分離，從而采取單獨走 線的模式，這樣做的目的在于避免雙線交叉從而造成干擾。

3.3? 對軟件結構進行設計優(yōu)化

與其說是優(yōu)化軟件結構，倒不如說是優(yōu)化模塊化設計與基本的程序 化設計。在目前的煤礦技術中，要根據(jù)不同的煤礦開采情況，來優(yōu)化和調 整程序，進而將模塊化設計應用到現(xiàn)代煤礦工業(yè)中來，但需要注意的一點 是，在進行系統(tǒng)軟件結構的優(yōu)化時，要先對自身的生產(chǎn)特點與生產(chǎn)規(guī)模進 行分析，然后在綜合全方位因素對系統(tǒng)軟件結構進行全面優(yōu)化，這樣才能 更好的滿足現(xiàn)代煤礦企業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展需求。系統(tǒng)軟件結構的優(yōu)化要緊密 結合煤礦企業(yè)的實際生產(chǎn)情況，只有這樣才能將其的作用發(fā)揮至最大。

3.4? 電氣接地系統(tǒng)的設計與優(yōu)化

煤礦實際開采的時候，其電氣設備的電壓要高一些，這樣系統(tǒng)的才會 正常穩(wěn)定的運行。系統(tǒng)在實際運行過程中，其具有一定的復雜性，因此，? 在系統(tǒng)中要設計接地系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的接地方式中，一般是應用的是單線的 連接方式，但是這種單線連接方式，并不是各種類型的設備都可以應用，? 所以，在設計與優(yōu)化系統(tǒng)的過程中，可以將接地方式進行分類，例如，將 接地方式設計為靜電接地、防雷接地兩種方式，此外，還可接地方式，還 有屏蔽接地和直流接地兩中接地方法。在煤礦生產(chǎn)過程中，要想加強煤礦 生產(chǎn)安全性，則可以利用不同的接地方式來保障煤礦生產(chǎn)的安全性。

4 結束語

綜上所述，在我國煤礦企業(yè)當前的發(fā)展中，電氣自動化控制系統(tǒng)起著 非常重要的作用，對煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性的提高都具有重要意 義。因此企業(yè)在發(fā)展中一定要結合企業(yè)的生產(chǎn)實際情況和電氣系統(tǒng)技術的 發(fā)展情況對電氣自動化系統(tǒng)進行持續(xù)的優(yōu)化設計。通過這種方式不斷實現(xiàn) 企業(yè)生產(chǎn)效益的提升以及促進煤礦企業(yè)的發(fā)展壯大，進而實現(xiàn)我國經(jīng)濟效 益的不斷提升。

參考文獻：

[1]胡曉芳.煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)關鍵技術創(chuàng)新設計與應用研究[J].南方 農(nóng)機，2019，50（11）：212-253.

[2]王素玲.單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用研究[J].內燃機與配 件，2020（14）：215-216.

[3]石方剛 .煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)關鍵技術創(chuàng)新設計與應用[J].石化技 術，2019，26（09）：359-360.