摘要：近年来，我国在采煤技术方面发展速度较快，尤其是快速发展的计算机技术，电气系统智能化、自动化被广泛的应用，矿山生产技术已经形成了安全稳定、高效科学的整体局面。在煤矿生产中结合应用机电气自动化控制系统情况，文章结合煤矿电气自动化控制系统设计中设备选型、硬件设计、软件设计等方面的创新和优化情况，以及某煤矿对于PLC控制系统程序的应用效果展开了具体的探讨和研究。通过研究发现，PLC控制技术对于电气系统运行安全性和稳定性具有很好的提高作用，同时可以降低企业成本投入，以实现更大的经济价值和社会价值。
关键词：煤矿电气；自动化控制；系统创新设计
引文：电气系统智能化、自动化水平随着我国采煤技术的极速发展而不断提高，矿山生产技术越来越趋向于高效率、高安全方向。基于PLC技术的电气自动化控制系统必须克服煤矿井下生产环境恶劣这一困难，保障在各种情况下工作面电气设备的稳定运行，避免电磁等环境因素对电气系统造成不同程度的干扰，提高矿山生产效率。为提升煤矿电气自动化控制系统设计的安全性和可靠性，对设计进行创新与优化，减少设计成本，增强系统使用性能。
1单片机电气自动化控制系统在煤矿生产中的应用
在电气自动化控制系统中，单片机是其核心内容，而单片机的规格选型有严格的要求，相同型号的单片机在不同的生产环境中会呈现不同的效果。在选择单片机类型时，我们要更加进一步考虑到其煤矿开采与生产环境，从而进一步深入的对其加以探究，保证单片机能够合理的运行在煤矿生产设备中。当前，我国煤矿对PLC单片机采用的频率比较高，因为这种单片机的优点就是工作效率较高，并且其耗能少、抗干扰强，同时具有很强的防水效果。当生产设备出现漏电现象时，单片机自动采取应对措施，保证工作设备的稳定运行以及工作面的顺利生产，同时还能进一步保证其工作过程中人员的安全。PLC单片机的运用，就是实时的保护煤矿生产系统设备，通过一系列的信号转换，将设备故障信号传输至计算机。由于其具有抗干扰能力较强、耗能较少等特点，从而广泛在煤矿生产中被充分应用。
2煤矿电气自动化控制系统设计的创新与优化
2.1设备选型
2.1.1分析系统规模
通过分析PLC自身系统的规模，对工作面所选设备进行综合选择。PLC设备的不同作用对其自身要求也不同，如果想要保证PLC设备达到检测瓦斯浓度的要求，就需要充分选择t通用型的微型设备；如果要求PLC设备能够考虑到水泵机房水位变化，从而变更其工作方式和状态，那么可以选择中等设备；如果需要PLC设备能够实时的监测矿井生产人员的工作情况，那么微型和中等设备，在监测井下通信与控制要求方面都不能达标，只能对大型的PLC设备所选择。
2.1.2 I/O点类型的确定
为使资源浪费较大程度的规避，保证硬件资源余量的不足，我们在确定I/O点数量时，需要考虑到某矿监控对象的系统规模，从而对系统进行划分类别。分析矿井供电情况，晶体管和继电器是输出端所采用的，从而保证输出端能够更加稳定的运行，将输出效率不断提升。
2.1.3选择编程工具
在选择系统本身的编程工具时，需要我们根据系统规模来确定，并且其所选编程工具一定要能够迅速高效的完成系统编程。梯形编程模式是中小规模的PLC设备编程更为实用的选择，而且其应用范围也非常的广泛，而针对PLC设备中较大的编程，通常会对计算机和PLC软件包选择，从而进行编程，这种编程虽然速度较快、编程效率较高，但是经济投入较多，现场调试时，由于环境因素也十分不便，故编程范围仅仅针对大型煤矿。
2.2硬件设计
2.2.1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，对输入电路部分要对电源净化元件加以安装，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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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，设计创新输出电路能够有效的促进电气系统更加平稳的运行。
2.2.2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。目前来讲，在煤矿电气自动化控制系统中，PLC为6次/min是其输出频率，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。
2.2.3抗干扰设计
在煤矿生产过程中，有较多的不利因素都会一定成都的对电气自动化控制系统的正常运行造成影响。对系统进行抗干扰设计创新是解决这一问题的根本方法。采用三种方法对其提高抗干扰能力，一是利用电磁屏蔽效应，将工作面中的静电、电磁等干扰信号通过金属壳屏蔽，减少对电气设备的干扰。二是应用专业屏蔽设备，现阶段煤矿主要采用隔离变压器，通过中性点经电容接地提高电气系统设计创新的抗干扰能力。三是合理布线，将强电动力线路与弱电信号线分开走线，避免因双线交叉对设备产生不同程度的干扰。
2.3软件设计
2.3.1软件结构
煤矿电气自动化控制系统中的软件设计中，其重要组成部分就是基本程序设计与模块化设计。我们考虑到煤矿工作过程中的具体生产情况，能够将电气自动化控制系统分成很多任务模块，从而再对其加以编写与调试，最后整合起来。并及时的调整程序结构，有利于软件结构程序能够适应不同的实际生产状况。
2.3.2程序设计过程
我们在集中编制I/O信号时，需要考虑到某矿自动化控制系统的实际需求，从而一一管理不同编号的各种程序定时器，以及计数器等设备统一管理，对I/O分配情况和内部继电器标志位配表详细的列出，从而使系统维护效率进一步提升，保证电气运行更加的可靠性。
3 PLC控制系统程序的应用
将PLC控制系统程序应用于某矿，进行I/O端子测试和系统调试。通过试验，观测PLC控制系统程序的应用效果。针对不同的PLC系统应用效果制定不同修改策略，确保PLC控制系统程序的应用效率。
3.1 I/O端子测试
检查、验证PLC输入端子时可以手动操作，如果点亮了PLC输入端子的指示灯，表示正常；反之，应检查接线或者是I/O点坏。
3.2系统调试
调试过程中，根据某煤矿设计生产需求对硬件进行适当修改，调试程序为检查硬件、修改程序、对现场信号和控制量做综合测试、带设备调试，最后调试结束。通过该程序的试验，该矿电气系统能够稳定运行，减少了经济成本投入，且保障了工作面生产人员的安全，而且促使煤矿开采效率进一步提升，其经济、社会效益也越发显著。
4结论
1）现阶段，我国的煤矿电气系统在设备控制和监测方面还有诸多的问题存在着，极大地影响了工作面的正常推进，同时还进一步对井下工作人员安全构成了威胁。2）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。3）基于PLC电气自动化控制，根据某煤矿生产的实际需求对设备选型、硬件与软件设计进行创新与优化，为该矿实现矿山的现代化、自动化和智能化发展提供了保障。
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论文作者:孙金龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
标签：煤矿论文; 系统论文; 控制系统论文; 设备论文; 单片机论文; 电气论文; 电气自动化论文; 《基层建设》2018年第31期论文;