電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新探討

趙鵬

摘要：隨著現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)技術(shù)日益進(jìn)步，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)引入其中，它不僅能有效提升煤礦生產(chǎn)效率及其管理能力，也可以減少煤礦開(kāi)采成本。文中以煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)為依據(jù)，全面介紹系統(tǒng)軟件、硬件模塊創(chuàng)新設(shè)計(jì)情況，以期為煤礦生產(chǎn)提供一定指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：煤礦;電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng);硬件模塊;軟件模塊

1引言

PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以將復(fù)雜的操作簡(jiǎn)單化，不僅可以有效提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)作的可靠性和穩(wěn)定性，也能提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而針對(duì)煤礦生產(chǎn)設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能有效克服煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境惡劣這一困境，確保在多種工作狀況下電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，防止電磁等環(huán)境因素對(duì)電氣系統(tǒng)帶來(lái)的干擾，提升煤礦生產(chǎn)效率。

2煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)輸入電路。由于電氣設(shè)備應(yīng)用環(huán)境相對(duì)惡劣，因此，煤礦中電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)與之對(duì)應(yīng)的供電線路需要安裝具有凈化電源功能的設(shè)備。在當(dāng)前技術(shù)條件下，常使用的電源凈化設(shè)備包含：隔離變壓器、濾波器這兩種，這兩種電源凈化設(shè)備在具體使用中要確保電源輸入電壓恒定為24V，且均為直流電。在調(diào)整自身負(fù)載時(shí)，電源容量也是重點(diǎn)關(guān)注的因素。2.2抗干擾設(shè)計(jì)。在煤礦實(shí)際生產(chǎn)中，工作面多數(shù)不利因素均會(huì)影響整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常的運(yùn)行。對(duì)系統(tǒng)展開(kāi)抗干擾設(shè)計(jì)，成為有效解決這個(gè)問(wèn)題最基本的方式。使用以下方式提升系統(tǒng)的抗干擾能力，一方面，借助電磁屏蔽效應(yīng)，把工作面內(nèi)的靜電、電磁等干擾信號(hào)依托金屬殼屏蔽，有效降低電氣設(shè)備產(chǎn)生的干擾。另一方面，使用專業(yè)的屏蔽設(shè)備，如今，煤礦企業(yè)主要使用隔離變壓器，依托中性點(diǎn)經(jīng)電容接地提升所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的抗干擾能力。2.3設(shè)計(jì)輸出電路。對(duì)輸出電路展開(kāi)創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮煤炭實(shí)際生產(chǎn)中的基本需要，針對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)及其調(diào)速裝置，使用晶體管展開(kāi)輸出調(diào)節(jié)，提升系統(tǒng)運(yùn)行速度。對(duì)煤礦系統(tǒng)的水泵機(jī)房而言，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC輸出頻率設(shè)定為6次/min，輸出操作時(shí)選取繼電器輸出，如此一來(lái)，能有效增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾及其負(fù)載能力。

3系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計(jì)

軟件作為整個(gè)系統(tǒng)得以運(yùn)行不可缺少的一部分，從某種意義上分析，軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該與硬件同步展開(kāi)，其主要任務(wù)在于依據(jù)煤礦電氣自動(dòng)化控制的基本流程，把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化成為梯形圖，這也是其在煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用中最重要的問(wèn)題。具體表現(xiàn)在下列方面：3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)。從軟件設(shè)計(jì)視角分析，包含基本程序及其模塊化設(shè)計(jì)兩種結(jié)構(gòu)形式。煤礦實(shí)際生產(chǎn)中，一套程序通常需要依據(jù)煤礦開(kāi)采程度不同，實(shí)施恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整?；诖?，開(kāi)展模塊化設(shè)計(jì)，有助于后續(xù)相應(yīng)功能的拓展。此時(shí)，必須把煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制目標(biāo)劃分為多個(gè)包含明確子任務(wù)的模塊，隨之，依次對(duì)其展開(kāi)編寫和調(diào)試處理，最終將其組合為完成的程序。模塊化展開(kāi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，促使煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以更便捷的開(kāi)展調(diào)整，促使其滿足實(shí)際生產(chǎn)情況。3.2優(yōu)化設(shè)計(jì)程序過(guò)程。想要完成程序優(yōu)化設(shè)計(jì)，其重點(diǎn)內(nèi)容在于優(yōu)化I/O分配，依據(jù)煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具體要求，I/O按照需求進(jìn)行分類，盡量把整個(gè)系統(tǒng)I/O信號(hào)實(shí)施集中編制，有效提高系統(tǒng)維護(hù)效率。與此同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)計(jì)數(shù)器及定時(shí)器也要展開(kāi)統(tǒng)一的編號(hào)，不可重復(fù)采用同一個(gè)編號(hào)，確保其可以提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。此外，程序內(nèi)包含多數(shù)內(nèi)部繼電器或中間標(biāo)志位，也必須進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，并完成分配處理。當(dāng)?shù)刂贩峙渫瓿梢院?，需要列出I/P分配表及其內(nèi)部繼電器。3.3軟件設(shè)計(jì)。軟件結(jié)構(gòu)。在煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，基本程序設(shè)計(jì)與模塊化設(shè)計(jì)是軟件設(shè)計(jì)的重要組成部分，根據(jù)煤礦工作的實(shí)際生產(chǎn)狀況，將其劃分為多個(gè)子任務(wù)，并對(duì)其給予編寫與調(diào)試，最后整合起來(lái)，并對(duì)程序結(jié)構(gòu)完成適時(shí)的調(diào)整，以便軟件結(jié)構(gòu)程序能夠適應(yīng)不同的實(shí)際生產(chǎn)狀況。3.4現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控模式。隨著計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控模式在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。同時(shí)電氣設(shè)備趨于智能化發(fā)展，也進(jìn)一步推動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用。現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控模式不但綜合了一般監(jiān)控模式諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以減少隔離設(shè)備、端子柜等相關(guān)設(shè)備組件的運(yùn)用，針對(duì)不同間隔表現(xiàn)出不同的功能，從而實(shí)施監(jiān)控設(shè)計(jì)，這樣有助于增強(qiáng)相應(yīng)的監(jiān)控效果。

4展望及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的不斷成熟和完善，加之其與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合和運(yùn)用，將會(huì)不斷促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，也必將推動(dòng)企業(yè)運(yùn)行效率和生產(chǎn)質(zhì)量的提升。（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)于電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的作用和功能發(fā)揮越來(lái)越關(guān)鍵，當(dāng)前計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心部分，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成和設(shè)計(jì)，包括集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控與現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控模式均依賴計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序語(yǔ)言的編寫及指令的制定，通過(guò)發(fā)布指令對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，獲取相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證機(jī)器設(shè)備能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。（2）電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)從單一的設(shè)備控制逐漸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制的集成化。隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展及其在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用，電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)表現(xiàn)出明顯的信息化、分布式及開(kāi)放式等特點(diǎn)，同時(shí)可以連接諸多設(shè)備，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。對(duì)于數(shù)據(jù)信息的處理，能夠借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)予以傳輸及分析，表現(xiàn)出優(yōu)異的便捷性。

5結(jié)論

總之，在信息技術(shù)迅速發(fā)展的今天，煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用頻率更高，其對(duì)促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)、管理發(fā)揮著重要的作用?；诖?，本文以電氣自動(dòng)化系統(tǒng)為研究視角，詳細(xì)介紹系統(tǒng)硬件、軟件模塊設(shè)計(jì)情況，包含輸入電路、抗干擾等設(shè)計(jì)，以期為類似研究提供一定參考。

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