摘要：分析了煤矿通风系统中自动化控制系统结构设计，从自动化程序集中性控制、传感器系统信息传导、排风程序通风运行、安全控制程序调节等方面分析了自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用。分析认为，自动化控制技术是促进现代煤矿排风系统优化的有效措施，引导现代煤矿系统技术全方位升级。
关键词：自动化控制技术；煤矿；通风系统
引言
煤炭开采过程是一项危险性与复杂性都很高的工作，要求煤矿单位结合设计要求，优化施工。煤矿通风作为煤矿开采的重要内容，关系着煤矿安全。因此，在现实工作中，必须结合现实情况，优化煤矿通风设计，同时将自动化控制应用到其中，以此不断提高采矿安全与工作效率。
一、煤矿通风系统与自动化控制的意义
科学的煤矿通风布局能最大程度地减少火灾与瓦斯爆炸事件，也能提高矿井的抗灾、抗震性能。每年由于瓦斯爆炸带来的经济损失与人员伤亡都是重大的，对此国家也拟定了一系列安全措施与条例，对于井下空气含量与空气质量有严格的指标要求，这对改善井下空气质量与卫生条件都发挥了很大作用，在改变矿井空气成分的同时，提高空气含氧量，减小二氧化碳浓度，稀释有害气体与矿尘浓度，从而改变矿井内部温度、气压与湿度。在科学技术迅速发展的当下，煤矿通风利用自动化控制技术对提高煤矿生产安全发挥了重大作用，同时也提高了煤矿生产的管理水平与可靠性。拟定煤矿自动化系统，有助于改善工作效率，减少人力消费。从现实反馈的信息来看：当前国内煤矿通风系统还不够科学，大多数自动化设施陈旧、分散，它们直接影响着煤矿通风的系统的可靠性与安全性，由于难以精确诊断故障，所以对设备自我诊断也造成了严重的影响，在监管不力的情况下，难以及时进行调整，最终对通风系统的安全性与稳定性也造成了严重的影响。将自动化控制应用到煤矿通风中具有很强的现实意义，通过先进的技术，能让煤矿通风系统逐渐趋于完善。
二、自动化控制的工作原理
自动化控制利用整体控制、分散检测等形式，将监控分站设置在煤矿生产中，以检测煤矿温度、风量与有毒气体含量，利用通信电缆将检测到的数据反馈到煤矿通风站，然后再将分站信息集中管理，计算之后得到煤矿风量情况，同时结合煤矿生产要求拟定控制方案，当系统变成控制指令后，再传输给不同的监控中心，基于变频装置，调整煤矿通风机风量，这样才能落实自动化控制。在这期间，可以把ZigBee设置在矿灯附近，让ZigBee节点有更好的供脚能源，在其他需要连接的区域，也能设置ZigBee节点。为减少来自于井下环境的信号干扰，通常会采用直序扩频的形式，让每个节点都能接收信号。而ZigBee节点就会自动生成Zigbee通信网络，设置节点位置时，就会自动形成通信网络。
三、自动化控制的设计
（一）传感器的设计
在煤矿通风系统中，更多的是借助传感器完成不同数据与指令的传递与接收。通常传输信号有频分制与时分制之分。从时分制的角度来看，它更多的是借助时间顺序对信号进行传输，频分制则是结合不同频率，对信号进行接收与发放。经过对比可以发现，频分制有电路简单、故障少等特点，通常将其视为传输电路信号的主要方式，无线传感器则是应用最广的形式，然后对矿井环境与通风机风量进行精确测量，具体包含：有毒气体浓度、风量、风压、温度等。通过数据查询与编排，传感器能得到准确的位置信息，以确定工作人员状态与位置，然后实时监控，方便生产与管理。除此之外，无线传感器还拥有多点定位的作用，优化分布的同时，更好地满足开采环境，对整个煤矿系统实现跨领域、多水平控制，这样才能使布局更加合理、科学。
（二）通风系统的设计
通风系统的作用是调整风量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在改变风门与百叶窗的同时改变风量，它的原理是借助发送器把百叶窗中的风门与叶片所处状态与信号发送给地面控制室，当地面控制室接收信号后，再利用风门与叶片进行控制。改变通风机转速达成，利用变频设施改变通风机转速，同时定时控制通风机，当时间确定后，再通过开关爆破的形式通风。目前，也有一些国家利用元件检测方式进行控制，这为通风系统的设计提供了很好的思路。
（三）中央空调的设计
微型计算机作为中央空调的重点，这种计算机具有扩展能力强、接口多等特点，把它应用到煤矿通风系统中，不仅具有快速完成任务的功能，还具有易控制、速度快、高精度等优势，能很好地满足煤矿自动化通风要求。一般情况下，中央空调是在利用和收集监测站数据的同时，调整通风机风量，满足现实需求。另外，中央控制系统还有很好的报警与监控作用。
四、煤矿通风与自动化技术的应用
（一）安全机制的实施
在煤矿自动化控制系统中设置了多个安全等级，并且不同等级有对应的权限。如此，在煤矿工作中就能准确区分所在权限的信息状况。这种设置不仅能提高系统安全系数，同时也可以明确职责。
（二）井下环境的实时监测
自动化监控通风系统针对作业环境中的有毒气体、温度、通风机设备与风压等情况，在采集传感器的同时，将相关数据传递给中央系统，然后再对系统参数值与相关数据进行比对，从而为调控井下工作区域提供更有利的依据。另外，为了让工作人员第一时间了解井下通风系统与工作环境，将报表功能设置在自动化通风系统中，在传输数据的同时，对之前的数据进行打印，以供参考。
（三）趋势曲线的绘制
结合传感器得到的数据，利用图形进行表达，同时在图形上绘制历史与实时曲线。实时曲线则是在某个时间段内收集的数据，然后整合为曲线。历史曲线则是某个时间段内，对相关数据的汇总与统计，利用曲线展现通风系统的工作状态与内部结构，这样工作人员才能及时掌握系统运行状态，以保障相关工作正常实施。
（四）故障的诊断与排除
一旦通风系统发生故障，自动化系统势必会启用风机，或者增加通风，以保障煤矿生产安全。系统指令发出后，故障机械电源被关闭，备用风机投入工作状态，或者提高其他风机的工作效率，通过处理故障，做好参数检查与比较，对解决方案进行整体分析与说明。
（五）安全控制程序调节
煤矿通风系统中自动化控制技术的应用可实现煤矿通风系统安程序自动性调节。自动化控制检测不仅能够实行自动化排风环境净化，分布式进行煤矿环境调整，同时也可实现自动化程序安全监控。假设煤矿通风环境中粉尘或者有毒气体含量超标，自动化系统将自动给予安全提示，实行程序做功自动切断，实施环境安全隐患净化处理。这种自动化监控程序的应用，达到了煤矿通风安全隐患控制作用，能够降低我国煤矿开采、生产、加工环节的安全隐患，是现代煤矿产业技术升级的重要表现。
五、结语
为保障煤矿工人的工作安全，减少事故，改善工作效能与安全系数，必须从整体上增强对煤矿系统的认知，通过优化自动化建设，改善技术力度，将各种新技术、新工艺应用到煤矿中，以完善系统建设。在坚持可持续发展道路的同时，将自动化技术应用到煤矿通风系统是今后发展的重点。
参考文献：
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[3]幸大学.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用[J].煤炭技术，2013，32（10）：88-90.
论文作者:樊静
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/14
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