（皖北煤电集团公司救护大队，安徽 宿州 234000）
摘要：在煤炭能源需求不断增长的今天，必须对煤矿企业的发展保持高度重视，因此有必要充分利用自动化的控制系统，在对煤矿自身的整体经济效益和生产效率不断推进的同时，还可最大限度实现质量的提升，对煤炭安全生产也可起到保驾护航的作用。此外，自动化的控制系统的应用也可减少煤炭开采过程中人力、物力投入，最终全面提升煤炭企业的经济效益。
关键词：煤矿；电气自动化；控制系统；关键技术；创新；应用
1单片机电气自动化控制系统在煤矿生产中的应用
目前，基于单片机强大的编程以及逻辑运算性能，在煤矿电气自动化控制系统中得到了十分广泛的应用。单片机并不是一个完成某个逻辑功能的中央处理芯片，而是以集成技术，将计算机系统集成在一个芯片上，这就使得单片机像一个计算能力相对较弱的计算机一样。与一个功能完备的计算机系统相比，单片机知识缺少了I/O设备。因此，我们可以说，一个小小的单片机就成了一台计算机。而从单片机的功能与用途上看，单片机就是一种具备在线式实时控制能力的计算机，能够通过网络或线路实现对于机械设备的现场控制。例如，在煤矿电气自动化控制中，单片机的漏电保护功能是系统安全运行的重要保证，对于降低用电安全事故发生的可能性有着十分积极的意义。而在单片机的漏电保护应用原理如下，利用零序电流方向与附加直流电源相结合的带单片机，由于零序电流方向具备一定选择性，因此能够以附加直流电源对电网的绝缘进行检测。完成检测后，能够在单片机计算功能的支持下，合理判断电气自动化控制系统需要进行停电管理的范围，从而准确限制电路，一方面达到电气系统漏电保护的目标，另一方面又能够合理控制系统停电部分，尽可能降低故障问题对正常生产活动的影响。
2煤矿电气自动化控制系统设计的创新与优化
2.1硬件设计
2.1.1输入电路
由于煤矿生产环境复杂，且在某些特殊状况下供电系统呈现不稳定状态，对输入电路部分安装电源净化元件，以确保系统运行的安全和稳定，避免因煤矿生产系统的不稳定造成较大的经济损失。将PLC输入电源控制在24V，合理调节电路载荷，防止由于短路影响PLC的稳定运行。在电路短路或超负载情况下，PLC芯片会受到不同程度的损伤，造成系统无法正常运行。因此，对输出电路进行设计创新对于电气系统的稳定运行具有重要的作用。
2.1.2输出电路：为提高水泵机房电气自动化系统的抗干扰与负载能力，结合某矿实际生产需求，对输出电路设计创新。现阶段煤矿电气自动化控制系统PLC输出频率为6次/min，考虑采用继电器输出。另外，在电路盘上安装二极管，可以有效避免对PLC的损伤。
2.1.3抗干扰设计
煤矿电气自动化控制系统中含有芯片，从而在电子信号脉冲的影响下，对煤矿的电气自动化控制系统会产生一定程度的干扰现象。因此需以芯片本身作为主要的出发点采取相关优化措施，比如在系统芯片表面添加金属保护层，以此来避免电子脉冲信号对芯片所产生的不良影响，在具体实施过程中，可将金属质地的工作柜植入到PLC（可编程逻辑控制器）控制系统中，使得工作柜中的外壳可和地面紧密连接挨一起，最终保证煤矿电气自动化控制系统的正常稳定，对于系统的抗干扰能力做到全面提升。
2.2软件设计
2.2.1软件结构
在煤矿电气自动化控制系统中，基本程序设计与模块化设计是软件设计的主要组成部分。根据煤矿工作面的实际生产状况，将电气自动化控制系统分为多个子任务模块，分别对其进行编写和调试，最后整合起来。并对程序结构进行适时调整，以便软件结构程序能够适应不同的实际生产状况。
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2.2.2程序设计过程：根据某矿自动化控制系统的实际需求，对I/O信号进行集中编制，将不同编号的程序定时器、计数器等设备统一管理，详细列出I/O分配情况和内部继电器标志位配表，能够提升系统的维护效率，促进电气运行的可靠性。
3应用分析
3.1采煤过程中的应用
采煤通常都是由厚向薄对煤矿进行开采，薄煤层的开采工作比较具有难度，采煤过程也更加繁杂，但是，薄煤层的含炭量比厚煤层高，就薄煤层采煤过程来看，将电气自动化控制技术合理、规范地应用到薄煤层采煤过程中，对薄煤层采煤过程进行远程监控，严格控制采煤过程中的每个环节和步骤，远程发送命令，不仅能够有效控制薄煤层的采煤环节和步骤，还能够严格控制薄煤层的整个采煤过程，使采煤更加趋向人性化、自动化方向发展，此外，电气自动化控制技术还能够根据煤层的厚薄，自动化地制定相对应的开采方案，使采煤高效率、高质量，有效减少采煤过程中的能源消耗。
3.2通风系统中的应用
由于矿山环境条件以及地理位置的特殊性，煤矿的通风自动化系统根据其特殊性一般情况下是通过分层次的、离散的以及重复性的方法来设计。为了降低矿山安全生产事故的风险性，保障通风自动化系统运行的可靠性，融入了环形网络、光纤传输以及多机联合备用等计算机网络技术；通过组态软件与高级编程软件实现矿井通风自动化系统的主站控制和分站控制，这种纯自动化的编程控制有效保证了矿井通风系统的正常运行。通常矿井通风系统具有手动、自动及半自动等操作功能，除此之外，还有报警、遥控调校、数据显示、故障记忆等多种功能。
3.3排水系统中的应用
矿井排水综合自动化系统主要有以下5个功能，保证了排水系统的安全、稳定、有序运行。第一，水泵可以在无人状态下正常自动开停及预算投入量，合理调配各个机械设备，对排水工作效率和节能效果都有较大改善。第二，具备多种保护功能，还有设备运行防故障备用预案，安全生产风险进一步减小。第三，可以自动远程控制，地面操作中心通过泵房的数据及设备运行状况实时传递，指挥中心再根据传递过来的信息发送相对应的控制指令，实现远程控制。第四，为了应对突发紧急情况，自动排水系统的控制设计了井上远程控制、井下自动控制以及手动控制等三种控制方法，可以参与核准。第五，智能化水平得到了很大提升，系统软件包根据大量数据有针对性地嵌入了许多控制策略（管理决策）。
3.4供电设备中的应用
煤矿生产中的供电系统包含了多个模块，在供电设备中应用电气自动化控制技术，主要是为了保证各个模块相互协助工作，将每个模块进行有效结合，并且实时对电气设备进行严格控制；电气自动化控制技术能够辅助供电设备开展相应的工作，能够有效监控供电系统具体的工作状况，加强供电设备技术监测工作，其还能够准确分析供电系统产生的数据，进而判断供电系统在煤矿生产中的工作状态，如电气自动化控制技术根据煤矿生产中的要求，能够准确控制供电系统的电闸、分闸，还能够与供电设备的管理模式进行有机结合，随时把控煤矿生产现场的供电状态。
4结束语
总之，煤矿企业应用电气自动化控制技术，可最大限度保证煤矿企业日常生产效率，也可对煤炭生产安全稳定性起到积极作用。对煤矿电气自动化控制系统进行创新设计和改进，极大提升了煤矿生产效率，保证了煤矿电气系统运行的稳定性与可靠性。
参考文献
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[3]高恒,李珂.煤矿电气自动化控制系统优化设计研究[J].技术与市场,2016,23(10):60+62.
论文作者:常勇
论文发表刊物:《信息技术时代》2018年2期
论文发表时间:2019/1/2
标签：煤矿论文; 控制系统论文; 单片机论文; 煤层论文; 电气自动化论文; 电气论文; 供电系统论文; 《信息技术时代》2018年2期论文;