摘要：简单介绍了煤矿掘进机电控系统的组成,分析了影响掘进机电控系统可靠性的设计因素,如技术安全性、软件可靠性、电磁兼容性、环境适应性等,提出了具体的电控系统可靠性设计方案,为掘进机电控系统高可靠、更安全的应用提供了一定的技术支持。
关键词：煤矿；掘进机；电控系统；可靠性设计
掘进机是煤矿开采过程中的主要作业工具之一其在煤矿井下工作中有着重要的作用。因此在实际的工作中有效的保障煤矿掘进机的正常运转一直是煤矿工作的主要内容之一。影响煤矿掘进机正常运行的因素有很多种,除了其自身因素外,电力系统是影响其运行最主要的因素。就目前来看,经过煤矿工作者不断地研究与探索媒矿掘进机的电控系统已经极尽完善其在运行的过程中具有良好的可靠性,可以保证煤矿掘进机的用电需要难护其正常的工作运转
一、影响掘进机电控系统可靠性的设计因素
针对掘进机工作现场环境和工作性能的要求,掘进机电控系统如果不在设计阶段就进行可靠性设计,那么用于掘进机工作现场时其可靠性就会大打折扣。因此,有必要研究影响掘进机控制系统可靠性的设计因素,从而有针对性地对掘进机电控系统进行可靠性设计。通常使用以下几种方法来提高电控系统的可靠性:(1)采用货源好、质量稳定的电气元器件；(2)对采用的元器件进行筛选；(3)降额使用元器件。要提高电控系统的可靠性,单凭这些方法并不能满足使用要求,还需要在电控系统的设计阶段采用一些必要手段,从而实现掘进机电控系统在煤矿现场的高可靠性安全运行。
1.1技术安全性设计
掘进机电控系统作为掘进机的重要部分,其防爆性能和控制性能是煤矿安全生产的基本要求。在设计时要着重考虑其防护外壳等的防爆设计和逻辑控制过程。掘进机电控箱是掘进机电控系统的核心,电控系统的核心部件(PLC、隔离开关、接触器、电动机保护测量单元等)通常均安装在电控箱内。电控箱一般采用隔爆兼本质安全型设计,在设计时除满足隔爆兼本质安全型结构的通常要求外,还要对实现隔爆兼本质安全型要求的关键尺寸进行放大设计,比如要适当放大隔爆接合面尺寸。这是因为隔爆技术要求主要是试验和经验数据,针对电控箱的关键尺寸进行放大设计有助于达到可靠隔爆的设计要求。针对一些特殊功能和逻辑设计要求,要在实现功能逻辑的基础上,着重注意安全、可靠性设计。特别应注意两方面的可靠性设计:(1)紧急保护功能和器件。这些功能和器件应直接控制执行元件。该类功能的设置是为了处置突发或紧急情况而采取的紧急控制措施,应直接作用于总电源的控制器件(接触器的跳闸线圈、总电源断路器脱扣线圈等)。(2)开关输入事件的处理。一般在设计时,该类输入使用常开或常闭节点输入都可以正确实现逻辑控制,但是在具体使用时应当分析输入的特性,防止在故障状态时PLC系统得到错误输入或得不到输入,使电控系统不能正常运行。
1.2软件可靠性设计
电控系统的硬件是系统能否可靠监测输入并执行动作的关键,软件则是系统逻辑、系统故障分析和系统协调配合的组织者,因此,是否能够很好地对电控系统的软件进行可靠性设计,决定着系统能否长期稳定、可靠地运行。
1.2.1通信程序可靠性设计在掘进机电控系统中,随着越来越多外围设备的使用以及控制系统智能化的发展,PLC与PLC、PLC与个人计算机、PLC与可编程序终端、PLC与智能装置之间的通信越来越多。由于通信线路分布广且易受到掘进机活动部件的挤压损坏和各种电磁干扰,电控系统难免出现通信错误,所以通信程序应能检测并处理错误,以确保通信可靠。可从两方面对通信程序进行可靠性设计:(1)数据校验。为确保传送的数据准确无误,常在传送过程中进行相应的校验,以便及时发现问题,避免不正确的数据被误用。(2)采用多次握手通信。同一个命令发给多个接收者,接收者判断并回复正确后再发布命令,所发布命令同样需要接收者再次回复给发出者,发出者确认无误后发出动作执行命令。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.2.2异常处理程序可靠性设计
正如用VB、Delphi等编写计算机程序时对异常情况的处理一样,PLC也可采用异常处理程序以应对PLC的种种异常情况及出错处理,主要表现在3个方面:(1)掉电保护。由于掘进机工作的特殊环境和各矿区的特殊要求,掘进机电控系统经常主动或被动断电停机,并在重新上电后重启。因此,在设计掘进机电控系统控制程序时,一般不需要有掉电保护程序,只需设计在重新得电后重新开始运行程序。(2)状态记录。随着掘进机电控系统智能化程度的提高和现场对故障诊断、故障定位以及故障定位速度要求的进一步提高,需要电控系统有运行记录以及故障动作记录。这就要求PLC程序能够实现电控系统运行情况的数据存储和记录功能。(3)故障检测。掘进机电控系统经常会发生由于硬件故障造成PLC输入端出现错误信号的情况,控制程序应能分析这些错误信号,并发出故障指示。
1.3电磁兼容性设计
在掘进机电控系统中,PLC、隔离开关、接触器以及各种保护器件和传感器安装在一个密闭的电控箱内,PLC根据输入信号控制接触器接通、分断几百安培的电流。电控箱内部的电磁环境极其恶劣,PLC受到电磁干扰后,轻则丢失存储器数据,重则失控,使整个掘进机系统进入预想不到的危险状态。因此,在设计掘进机电控系统时,要重点针对PLC进行电磁兼容性设计,防止PLC受到强干扰影响。电磁干扰窜入PLC系统主要有3条渠道,即空间电磁波辐射干扰、过程通道干扰(干扰通过PLC的I/O回路进入)、供电系统干扰。
1.4环境适应性设计
1.4.1防震设计掘进机的特殊工作环境和工作用途使得其在工作时一直处于强震动状态,因此,掘进机电控系统的防震设计对其可靠性起着重要作用。主要的防震设计方法:(1)加装防震垫,减小震动；(2)采用防震螺栓固定元器件；(3)对接插件采用胶粘等防震措施。
1.4.2防潮、防尘设计掘进机电控系统周围环境的相对湿度推荐为35%～85%,若环境湿度过高,则经常出现电控系统相关设备的电气绝缘劣化和金属部分腐蚀现象。而井下不仅相对湿度大都超出该限值,灰尘亦较大。针对这些情况,可采用以下技术措施进行防潮、防尘设计:(1)采用化学干燥剂排除电控箱内部的潮湿空气,通常以硅胶作为干燥剂,以保证电控箱内部保持一个均匀的低湿环境。(2)为了防止电控系统停止运行时出现结露现象,可设计专用的加热器,从而使电控箱内的空气相对湿度保持一个较低值;在电控系统运行时切断加热器回路。
二、煤矿掘进机电控系统发展过程中应注意的问题
重视科技投入,加大技术创新就目前我国煤矿业的发展现状来看煤矿掘进机电控系统具有着一定的可靠性其在设计、安装、使用的过程中都具有着明显的优势但是随着煤矿企业的发展其仍具有着一定的发展空间具体来说包括以下几个方面①重视科技的投入。科技是现代社会发展的主要推动力之一煤矿掘进机电控系统要想进行发展其应重视科技的投入积极地将新技术、新设备引入到煤矿掘进机电控系统中去,以保障其在应用的过程中具有先进性。②加大技术的创新。创新与发展存在着相互促进相互依存的关系。在现代社会中创新精神对各行各业都有着积极的影响。因此肩关工作人员在进行煤矿掘进机电控系统设计的过程中应在原有基础上加入一定的创新思维,结合煤矿工作的实际需要对煤矿掘进机电控系统进行创新性的完善,以提高煤矿掘进机电控系统设计的可靠性。
三、结论
综上所述媒矿掘进机电控系统在设计方面具有一定的可靠性河以有效地保障我国煤矿掘进机的正常运行,促进煤矿工作的顺利实施。鉴于此肩关工作人员应充分重视煤矿掘进机电控系统的重要性在不断发展的过程中继续对其进行发展与完善捉进其可靠性的不断提升。
参考文献
[1]周至祥.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京：中国电力出版社，2016.
[2]孙克勤，钟秦.火电厂烟气脱硫系统设计、建造及运行[M].北京：化学工业出版社，2016.
论文作者:王海涛
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2019年1月上
论文发表时间:2019/7/19
标签：电控论文; 系统论文; 掘进机论文; 可靠性论文; 煤矿论文; 工作论文; 接触器论文; 《新材料.新装饰》2019年1月上论文;