煤礦井下電氣設備自動化控制的應用分析

陳永生 丁莉

摘要：近幾年，PLC控制技術逐漸變得更加成熟，通過對井下設備的自動化控制，減少下井人工的數(shù)量和作業(yè)時間，在保障了工人生命安全的同時，又極大的提高了生產效率，能使得煤炭的單位時間產量大幅提升，從而降低煤炭的生產成本，進而降低能源的工業(yè)生產成本，提升我國工業(yè)產品的國際競爭力，促進我國經濟更好更快的發(fā)展。在煤礦井下作業(yè)過程中，如何實現(xiàn)高效、安全開采始終都是人們探討的一項重要內容。

關鍵詞：煤礦;電氣設備;自動化控制;單片機

1單片機電氣自動化控制系統(tǒng)的應用分析

現(xiàn)代煤礦開采更加注重對電氣自動化控制技術的應用，從而確保礦井下開采工作的順利進行。礦井下的工況環(huán)境十分惡劣，這增加了礦井下開采作業(yè)過程中，電子設備自動化的難度。為確保煤礦生產的順利進行，要積極對創(chuàng)新電氣設備自動化控制技術。煤礦井下的惡劣環(huán)境，對于單機片的合理應用提出了更新的調整，因此，在選擇單機片時，應當要對煤礦井下的具體情況進行充分分析，做好相應的選擇，煤礦井下電氣設備自動化控制人員，要對礦井下的環(huán)境進行深入勘察，并且要做好相應的分析工作，從而使單機片在礦井下的作用能夠得到充分發(fā)揮。在對單片機進行應用前，應當做好對煤礦井下電氣設備的防護工作，做好相應的防漏、防水，以免導致設備遭受破壞。現(xiàn)今在我國煤礦井下電氣設備的自動化控制中廣泛采用的是PLC單片機，這種類型的單片機除了具有較為良好的防水保護外，還能在煤礦井下電氣設備自動化控制設備出現(xiàn)漏電問題是進行自我保護以確保煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定的運行。此外，煤礦井下電氣設備自動化控制設備中采用PLC單片機控制類型還具有較高的工作效率，其在能耗、抗干擾方面也具有較大的優(yōu)點。因此，在煤礦井下電氣設備自動化控制設備中PLC單片機被廣為采用。在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)中，單片機通過對煤礦井下電氣設備的運行狀態(tài)進行實時的監(jiān)控，將各設備所檢測到的電信號轉化為電壓信號，并通過一系列的轉變后將其送入CPU而后通過計算機顯示出來。

2優(yōu)化電氣設備自動化控制系統(tǒng)分析

2.1做好設備選型

在設計自動化控制系統(tǒng)期間，要從礦井下的具體情況進行詳細分析入手，在充分考慮煤礦井下電氣設備具體情況的基礎上，分析電子設備的規(guī)模，以及系統(tǒng)需要達到的性能要求，在確保煤礦井下開采作業(yè)能夠順利進行的基礎上，盡量縮小對各種設備的選擇范圍，從而使設備的選擇變得簡單化。例如，在對煤礦井下的瓦斯?jié)舛冗M行檢測期間，在選擇自動化控制裝置時，通?？蛇x擇微型設備，通過對其進行應用，完成對煤礦井下瓦斯?jié)舛鹊臏蚀_檢測，同時做好相應的分析工作，微型設備操作起來相對來說比較容易，應用簡單，因此得到了廣泛應用。如果在水泵機房控制過程中對電氣設備自動化控制進行應用，在實際應用前，要對泵的工作狀態(tài)進行詳細分析，并且依據(jù)分析結果，在PLC中完成相應的邏輯程序編制，可見，在對PLC進行選擇時，要選擇控電點較多的PLC，從而更好的完成相應的控制工作，為煤礦井下開采作業(yè)的順利進行提供支持。在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的設計過程中，應根據(jù)煤礦井下電氣設備自動化控制對象的系統(tǒng)規(guī)模來確定控制I/O的點數(shù)，并根據(jù)其類型的不同對其進行劃分制定出相應的統(tǒng)計清單，以確保煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)中軟硬件資源余量的充足，確保煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定的運行。完成了對于煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的硬件選取后，應根據(jù)需要選取合適的軟件編程工具，確保煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的軟件編程能夠快速、高效的完成。

2.2創(chuàng)新系統(tǒng)中的硬件

煤礦井下的環(huán)境十分惡劣，同時在具體開采過程中，井下供電的穩(wěn)定性較差，經常會出現(xiàn)電壓不穩(wěn)、斷電等不良情況，這不僅會對煤礦井下開采作業(yè)造成不良影響，甚至會導致相應的設備遭受破壞，導致其作用無法得到發(fā)揮?？梢?，煤礦井下開采過程中，為了確保電氣設備自動化控制系統(tǒng)在實際運行過程中不會出現(xiàn)任何問題，相關的作業(yè)人員在實際操作過程中，應當將電源進化裝置安裝在輸入電路部分，并且要利用1∶1隔離變壓器，通過對變壓器中存在的初級線圈和次級線圈兵器層的應用，將其與電氣系統(tǒng)中存在的中性點連接，通過該方式能夠最大程度減少自動化控制系統(tǒng)對脈沖造成的干擾。對自動化控制系統(tǒng)中的24V直流電源進行凈化，同時調節(jié)供電負載，從而實現(xiàn)對周邊電路的完善，避免電路在運行過程中出現(xiàn)短路，影響開采作業(yè)，以及對設備造成破壞。在自動化控制系統(tǒng)輸出線路的處理過程中，相應的工作人員在實際工作期間，應當依據(jù)電氣設備控制系統(tǒng)的具體需求情況，對各種調速裝置、標志都利用采晶管，完成相應的輸出操作，從而使系統(tǒng)的運行速度能夠得到進一步提高。以PLC在煤礦水泵機房的應用為例，在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)中，PLC的輸出頻率為6次/min，在輸出方式的選擇上，可以采用繼電器輸出的方式用以增強其抗干擾和帶負載的能力。煤礦井下工作環(huán)境較為惡劣，尤其是特種較強的電磁干擾的存在極大的影響了煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)運行的準確性與穩(wěn)定性。在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的設計過程中應當注意做好對于電磁干擾的屏蔽與防護，通過積極引入新技術及做好煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)抗干擾技術的創(chuàng)新，使得其能夠更好的在煤礦井下復雜的工況環(huán)境下正常運行。

2.3創(chuàng)新系統(tǒng)中應用的軟件

基本程序和模塊成熟是自動化控制系統(tǒng)軟件進行設計過程中的兩項重要內容。煤礦井下開采期間，要對采用的電氣設備的性能，以及相應的工藝，完成對具體程序的調整，從而保證電氣設備各項動作都不會存在任何問題，保證煤礦開采的順利進行。同時在模塊設計期間，還應便于后期對程序進行適當拓展，豐富系統(tǒng)的功能。此外，在自動化控制程序編制期間，應當劃分為多個不同的子模塊，對各個模塊編寫，同時做好相應的調試工作，形成一個完整的程序，最終對其進行合理應用。

3結語

隨著科學的發(fā)展，雖然越來越多的新型能源被發(fā)現(xiàn)和研究，但距離真正商用還有很長的距離。在可以預見的將來，煤炭在我國的能源結構中仍將占據(jù)重要的地位，承擔為我國的工商業(yè)發(fā)展提供能源的任務，乃至承擔穩(wěn)定世界能源安全的責任。在煤礦井下開采過程中，對電氣設備自動化控制方式進行應用，一方面可以使煤礦開采效率得到提升，另一方面也可以確保煤礦開采的安全性。因此，在煤礦井下開采作業(yè)期間，要不斷加強對該方面內容的研究與分析。

參考文獻

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基金項目：2019年安徽省高校自然科學基金項目（KJ2019A1053）

作者簡介：陳永生（1983-），性別：男，籍貫：安徽省泗縣，民族：漢，學歷：安徽理工大學電氣工程專業(yè)碩士畢業(yè)，，高級工程師 ，單位：淮南礦業(yè)集團.

丁 莉（1983-），性別：女，籍貫：江蘇淮安，學歷：安徽工貿職業(yè)技術學院，副教授，碩士研究生，單位：安徽工貿職業(yè)技術學院。