自動化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

（神達(dá)晉保煤業(yè)有限公司 山西 036600）

1.自動化控制技術(shù)的原理

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中，自動化控制技術(shù)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(nèi)部的風(fēng)壓或者是氣體進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控的功能，而主站在使用風(fēng)量計算模型計算完成監(jiān)控信息之后，需要在此基礎(chǔ)上制定通風(fēng)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(shè)備調(diào)控通風(fēng)機的運行狀況，以此來實現(xiàn)將通風(fēng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)控制在穩(wěn)定范圍內(nèi)的目的，如圖1所示。

圖1 自動化控制系統(tǒng)圖

從圖中的內(nèi)容可以得知，在風(fēng)量、風(fēng)壓以及溫度等各項參數(shù)指標(biāo)的控制上，自動化技術(shù)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(fēng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了可靠的保障。我國快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，使得自動化技術(shù)也越來越成熟，該項技術(shù)在通風(fēng)系統(tǒng)中的使用效果明顯。

2.自動化控制煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的重要性

(1)保障煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的靈活控制

對于煤礦井下有毒氣體、溫度和壓力數(shù)值的監(jiān)測，使用自動化控制技術(shù)就能夠得以實現(xiàn)，并且還能夠?qū)⑹占降臄?shù)據(jù)信息傳遞至DSP模糊處理模板，對其進(jìn)行融合處理之后，再與不同階段的警戒值進(jìn)行對比，從而為確保風(fēng)機的正常穩(wěn)定運行提供可靠的保障。

眾所周知，井下的雙風(fēng)機在閉鎖的狀態(tài)下，通常在生產(chǎn)和運行的過程中是主扇運行的狀態(tài)，副扇則處于停止?fàn)顟B(tài)。在主扇發(fā)生故障后，副扇就能夠發(fā)揮出相應(yīng)的作用。因此，為了能夠給煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的有效運行提供可靠的環(huán)境，就需要改進(jìn)控制系統(tǒng)的各項功能，保障控制系統(tǒng)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(chǔ)。將專用的調(diào)節(jié)驅(qū)動電路應(yīng)用于系統(tǒng)中，能夠完成信息的高效傳輸和共享。在此基礎(chǔ)之上結(jié)合DSP控制芯片，可以對信息進(jìn)行模糊化處理，同時還能夠以此為處理輸出信號的依據(jù)，將風(fēng)機的運行控制在正常的范圍內(nèi)，為煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)各項功能的發(fā)揮提供便利。

(2)及時對故障進(jìn)行檢測診斷

在使用自動化系統(tǒng)控制風(fēng)量的時候，還應(yīng)該做好一系列的保養(yǎng)工作，將風(fēng)機能的最大功效充分發(fā)揮出來。因此，一旦在煤礦系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，就需要將自動化技術(shù)作為首選技術(shù)，自動化技術(shù)的使用能夠根據(jù)煤礦系統(tǒng)的故障自動發(fā)出報警信號，相關(guān)人員在接受到信號之后就能夠及時對故障進(jìn)行處理，以免故障問題進(jìn)一步擴大。

(3)有效的對信息進(jìn)行探測與存儲

在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中，將自動化控制技術(shù)的功能充分發(fā)揮出來，在有效排除故障，對煤礦中的異常位置實現(xiàn)全面探測，該功能即信息探測功能。

3.在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用自動化控制技術(shù)的具體體現(xiàn)

(1)數(shù)據(jù)信息監(jiān)測

自動化技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，需要以大量的信息數(shù)據(jù)為支撐。同時，各項數(shù)據(jù)的采集需要重視信息的有效性，因此，這就需要強化對數(shù)據(jù)信息監(jiān)測設(shè)備的管理工作，使用信息數(shù)據(jù)來完成全方位的技術(shù)處理工作，從而提供正確的處理反應(yīng)，以此來強化通風(fēng)系統(tǒng)的執(zhí)行能力。并且應(yīng)該結(jié)合實際情況，開展針對性的調(diào)控處理工作，結(jié)合監(jiān)測信息數(shù)據(jù)，將各項有效數(shù)據(jù)傳遞到傳感器元件中，強化與煤礦礦井中各個區(qū)域之間數(shù)據(jù)的監(jiān)測聯(lián)系，從而形成統(tǒng)一的整體。將數(shù)據(jù)應(yīng)用于通風(fēng)系統(tǒng)中，對于數(shù)據(jù)的處理也應(yīng)該做到及時準(zhǔn)確。

目前在采集數(shù)據(jù)的過程中，實時監(jiān)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(fēng)壓風(fēng)速以及礦井中溫度等方面的因素。為了能夠有效提升通風(fēng)系統(tǒng)的運行效率，就需要強化監(jiān)測系統(tǒng)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(fēng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

(2)傳感器系統(tǒng)

傳感器的組成部分有檢測元件和發(fā)生器。首先，信號發(fā)生器發(fā)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(jìn)行對比，其中，頻分制能夠起到降低故障出現(xiàn)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?qū)崟r對礦井的應(yīng)用情況進(jìn)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(biāo)類型比較多，其中包含溫度和風(fēng)量等。對于風(fēng)量的遙測需要用到風(fēng)速檢測元件來進(jìn)行，通常情況下，常用的風(fēng)速檢測元件主要有熱式風(fēng)速儀、恒溫風(fēng)速儀以及恒流風(fēng)速儀。要想在遠(yuǎn)距離測量風(fēng)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(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn)安全隱患

對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集，通過實現(xiàn)數(shù)據(jù)的圖形轉(zhuǎn)換，能夠更加清楚地找出存在于數(shù)據(jù)中的問題。通過對比數(shù)據(jù)信息，可以在一定程度上針對問題進(jìn)行探討，目前，如果在煤礦作業(yè)的大環(huán)境下風(fēng)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(guān)數(shù)據(jù)表明，需要做好井下空氣質(zhì)量的實施監(jiān)測工作。一旦溫度超出合理范圍，就會及時進(jìn)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(yán)格按照設(shè)備異常情況下的參數(shù)變化以及正常運轉(zhuǎn)參數(shù)變化，推斷存在于通風(fēng)系統(tǒng)中的問題，之后采取針對性的措施予以處理。

(4)通風(fēng)系統(tǒng)

該系統(tǒng)的主要作用是實現(xiàn)對風(fēng)量的控制，在實際使用通風(fēng)系統(tǒng)的過程中，應(yīng)該改變百葉窗的角度，并且要借助風(fēng)門來實現(xiàn)控制風(fēng)量的效果。面對風(fēng)門和百葉窗的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，應(yīng)該根據(jù)礦井對風(fēng)量的需要使用頻率發(fā)送器來對其風(fēng)量控制情況進(jìn)行檢測，之后再將測得的信號傳送至中央控制臺，使其根據(jù)需要來調(diào)節(jié)葉片或者風(fēng)門的具體角度，或者改變其運行狀態(tài)，最終對風(fēng)量進(jìn)行合理控制。

同時，可以改變通風(fēng)機電機的轉(zhuǎn)速，以此來控制風(fēng)量，要想實現(xiàn)上述功能，變頻裝置必不可少，應(yīng)該將其安裝在通風(fēng)機的電機中，同時，還需要在定時器的協(xié)助下來對風(fēng)機中的風(fēng)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。

(5)中央控制系統(tǒng)

在各監(jiān)控站中中央控制系統(tǒng)比較常見，監(jiān)控站通過整合處理接收到的信息，將監(jiān)控數(shù)據(jù)作為主要依據(jù)，以此來修改系統(tǒng)中的控制指令，通過控制執(zhí)行機構(gòu)來達(dá)到所需效果。同時，還需要實施對通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，以便為解決異常狀況提供可靠的依據(jù)。計算機作為中央控制系統(tǒng)中的核心內(nèi)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?qū)崿F(xiàn)整個自動控制過程的優(yōu)化。

(6)查詢及打印數(shù)據(jù)報表

在使用自動化技術(shù)對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行處理的過程中，需要基于不同時期的數(shù)據(jù)，在主機上的各個區(qū)域以及固定的時間段調(diào)取信息。在此過程中，專業(yè)人員要想分析出現(xiàn)的問題，就需要結(jié)合實際數(shù)據(jù)來查看，對于檢查過程中報表中的查詢數(shù)據(jù)也可以進(jìn)行打印。歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)都能夠隨時調(diào)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(jù)可依。

4.結(jié)束語

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