摘要：我国矿产资源丰富，煤矿开采工作机械化水平较高，在煤矿井下作业中电气设备自动化控制发挥了重要作用。文章主要对煤矿井下电气设备自动化控制应用进行分析，并探讨相应的优化措施。
关键词：煤矿电气；电气设备；自动化；控制应用
引言
随着煤矿生产机械化进程的不断推进,在矿井中使用了大量的机电设备和监控装置。在使用机电设备和监控装置的过程中,也需要使用大量的数字量和模拟量控制装置,对机电设备在井下的运行状态进行自动化监测和控制,例如瓦斯含量计量、水泵开关控制等。就现阶段而言,基于PLC的嵌入式自动化控制系统能够很好地适应煤矿较为恶劣的生产环境,是实现煤矿电气自动化控制最为简便有效的途径。然而,在构建煤矿电气自动化控制系统时,在保证系统运行稳定性和有效性的前提下完善系统功能,优化系统设计,最大程度地降低系统构建成本,这对煤矿电气自动化控制系统构建和管理具有重要意义。
1煤矿井下电气设备自动化控制应用分析
我国幅员辽阔，蕴含着丰富的物质资源，其中煤炭是一种十分重要的矿石能源，也是传统火力发电的重要基础资源。现代化煤矿开采过程中，比较注重电气设备自动化控制，其原因在于，随着现代科学技术的进步，煤矿开采也逐渐朝着工业化、自动化、集成化的方向发展。煤矿井下条件比较恶劣，给井下电气设备提出了更高的要求，同时也给自动化控制技术的应用增加了一定的难度。为实现井下电气设备自动化控制技术的有效应用，保障煤矿的安全、稳定生产，必须积极对井下电气设备自动化控制技术进行优化，并要充分发挥井下电气设备自动化控制技术的优势，提高煤矿开采效率与质量。
2单片机电气自动化控制系统的应用
现代煤矿开采更加注重对电气自动化控制技术的应用,从而确保矿井下开采工作的顺利进行。矿井下的工况环境十分恶劣,这增加了矿井下开采作业过程中,电子设备自动化的难度。为了确保煤矿生产的顺利进行,要积极对创新电气设备自动化控制技术。煤矿井下的恶劣环境,对于单机片的合理应用提出了更新的调整,因此,在选择单机片时,应当要对煤矿井下的具体情况进行充分分析,做好相应的选择,煤矿井下电气设备自动化控制人员,要对矿井下的环境进行深入勘察,并且要做好相应的分析工作,从而使单机片在矿井下的作用能够得到充分发挥。在对单片机进行应用前,应当做好对煤矿井下电气设备的防护工作,做好相应的防漏、防水,以免导致设备遭受破坏。目前,我国煤矿井下电气设备自动化控制中对PLC单机片进行应用,这种类型的单机片在实际应用中,不仅可以避免水对其造成破坏,而且也能够完成对漏电现象的保护,确保煤矿井下作业过程中,设备不会出现安全问题。此外,采用PLC单机片,还能够提升整个工作的工作效率、抵抗干扰,降低能源消耗量,也正是因为如此,PLC单机片的应用变得更加广泛,并且取得了不错的应用效果。
3电气自动化控制系统的设备选型优化
3.1控制系统规模确定
结合现有控制系统规模,并根据煤矿的电气设备情况,展开对PLC的选型。主要是由于PLC的制造厂商和型号不同,就可能会导致控制系统的功能发生变化。结合不同规模选择不同型号PLC设备。首先，小规模。如具体煤矿生产中空气中瓦斯浓度的检测,则可以对微型PLC产品;其次，中规模。如具体矿井通风氧气浓度检测并决定矿井通风的效果,属于中等规模,则对具体的PLC产品选择中等规模。另外，大规模。如具体矿井安全检测部分,需要完成对整个矿井的监测,涉及内容较多,且监控流程较为复杂,故此,选取大型的PLC产品。
3.2I/O的选取
设计自动化控制系统时,应当严格的依据煤矿井下采用的电气设备的具体情况,对I/O点数进行确定,同时,依据类型的差异,对清单进行统计,然后需要有足够的资金购买相应的硬件设备,避免由于资金不足,无法完成对硬件的购买,导致系统无法正常运行,煤矿井下的开采作业造成不良影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆完成对硬件的选择,应当依据具体情况,选择相应的软件编程工具,完成对自动化控制系统软件的快速编程,从而使其作用能够得到充分发挥。
3.3确定编程工具
就现阶段而言,煤矿电气控制系统编程工具主要有3种,即手持式编程器、图形编程器和计算机+PLC软件编程器,不同的编程工具具有其独特的优势。手持式编程器一般应用得相对较少,其应用过程中仅可使用厂家设定的编程语言,工作效率相对较低,这也就限制了其只能用于小型PLC编程;图形编程器具有很好的直观效果,适用于中型PLC编程。手持式编程器和图形编程器对于复杂、大规模的系统编程则突显出不适应性,对于大型PLC编程,主要应用计算机+PLC软件编程的方式,可以实现硬件组态和相关软件的编程,但其不适用于现场调试。因此,为了保障电气控制系统的编程效率,需要结合实际情况选择适宜的编程工具。
4系统架构优化
4.1创新系统中应用的软件
基本程序和模块成熟是自动化控制系统软件进行设计过程中的两项重要内容。煤矿井下开采期间,要对采用的电气设备的性能,以及相应的工艺,完成对具体程序的调整,从而保证电气设备各项动作都不会存在任何问题,保证煤矿开采的顺利进行。同时,在模块设计期间,还应当便于后期对程序进行适当拓展,丰富系统的功能。此外,在自动化控制程序编制期间,应当划分为多个不同的子模块,对各个模块编写,同时做好相应的调试工作,形成一个完整的程序,最终对其进行合理应用。
4.2创新系统硬件
要想创新煤炭电气自动化系统,需要创新软件系统和硬件系统,这两个部分是煤矿开采的重要条件。整体来说,系统的运行无法离开输入设备和输出设备,这也是硬件的重要内容,要想使系统运行更加顺利,需要及时的更新输入设备和输出设备。输入设备在创新上需要结合新的设备,电压需要控制在240V以内,这样才合理。由于煤矿开采的工作环境较差,所以需要不断的更新电源,采用固定的更新方法。对电路的创新主要是通过变压器和滤波器,这两个相结合能够使电压在合理的范围内。对输出设备的创新需要选择合理的调试装置,大多是采用晶体管,这种晶体管的输出方式对电流有较大的益处。同时随着传感器检测技术的不断进步以及检测性能逐渐增多,对硬件系统的创新又起到了促进作用,并使硬件系统朝着多元化方向发展。
4.3对采煤机进行改良
随着煤矿开采行业的不断发展,煤矿开采技术也在发生日新月异的变化,为了满足煤矿开采技术要求,必须运用电气自动化控制技术对采煤机性能进行相应的改良。自动滚筒式采煤机的核心部分是液压支架,该自动控制支架适用于年产煤量超过600×104t的煤矿工作面。通过电气自动化控制技术可根据煤矿开采时的煤层厚度自动调整液压支架高度,随着电气自动化技术的不断更新,液压支架也从两柱式掩护升级为四柱式掩护。相对于欧美发达国家,由于设备技术成本等原因,我国的煤矿开采液压电气自动控制支架系统的普及率还较低,应加大液压支架自动控制技术在我国煤矿开采领域的应用推广力度,运用先进的电气自动化控制技术不断优化煤矿开采系统,合理提高煤炭资源开采利用率,在保障煤矿生产安全的同时,实现煤矿生产经济效益的最大化。
结语
煤矿井下开采作业势必会不断朝着自动化方向发展。在煤矿井下开采过程中,对电气设备自动化控制方式进行应用,一方面可以使煤矿开采效率得到提升,另一方面也可以确保煤矿开采的安全性。因此,在煤矿井下开采作业期间,要不断加强对该方面内容的研究与分析。
参考文献
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[3]刘曾辉.煤矿井下电气设备自动化控制应用与优化[J].科技创新与应用,2017(06):89-90.
论文作者:贺秦鑫
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第13期
论文发表时间:2019/8/28
标签：煤矿论文; 井下论文; 电气设备论文; 自动化控制论文; 矿井论文; 系统论文; 技术论文; 《工程管理前沿》2019年第13期论文;