煤矿井下电气设备自动化控制的应用分析

陈永生 丁莉

摘要：近几年，PLC控制技术逐渐变得更加成熟，通过对井下设备的自动化控制，减少下井人工的数量和作业时间，在保障了工人生命安全的同时，又极大的提高了生产效率，能使得煤炭的单位时间产量大幅提升，从而降低煤炭的生产成本，进而降低能源的工业生产成本，提升我国工业产品的国际竞争力，促进我国经济更好更快的发展。在煤矿井下作业过程中，如何实现高效、安全开采始终都是人们探讨的一项重要内容。

关键词：煤矿;电气设备;自动化控制;单片机

1单片机电气自动化控制系统的应用分析

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。现今在我国煤矿井下电气设备的自动化控制中广泛采用的是PLC单片机，这种类型的单片机除了具有较为良好的防水保护外，还能在煤矿井下电气设备自动化控制设备出现漏电问题是进行自我保护以确保煤矿井下电气设备自动化控制系统能够安全、稳定的运行。此外，煤矿井下电气设备自动化控制设备中采用PLC单片机控制类型还具有较高的工作效率，其在能耗、抗干扰方面也具有较大的优点。因此，在煤矿井下电气设备自动化控制设备中PLC单片机被广为采用。在煤矿井下电气设备自动化控制系统中，单片机通过对煤矿井下电气设备的运行状态进行实时的监控，将各设备所检测到的电信号转化为电压信号，并通过一系列的转变后将其送入CPU而后通过计算机显示出来。

2优化电气设备自动化控制系统分析

2.1做好设备选型

在设计自动化控制系统期间，要从矿井下的具体情况进行详细分析入手，在充分考虑煤矿井下电气设备具体情况的基础上，分析电子设备的规模，以及系统需要达到的性能要求，在确保煤矿井下开采作业能够顺利进行的基础上，尽量缩小对各种设备的选择范围，从而使设备的选择变得简单化。例如，在对煤矿井下的瓦斯浓度进行检测期间，在选择自动化控制装置时，通常可选择微型设备，通过对其进行应用，完成对煤矿井下瓦斯浓度的准确检测，同时做好相应的分析工作，微型设备操作起来相对来说比较容易，应用简单，因此得到了广泛应用。如果在水泵机房控制过程中对电气设备自动化控制进行应用，在实际应用前，要对泵的工作状态进行详细分析，并且依据分析结果，在PLC中完成相应的逻辑程序编制，可见，在对PLC进行选择时，要选择控电点较多的PLC，从而更好的完成相应的控制工作，为煤矿井下开采作业的顺利进行提供支持。在煤矿井下电气设备自动化控制系统的设计过程中，应根据煤矿井下电气设备自动化控制对象的系统规模来确定控制I/O的点数，并根据其类型的不同对其进行划分制定出相应的统计清单，以确保煤矿井下电气设备自动化控制系统中软硬件资源余量的充足，确保煤矿井下电气设备自动化控制系统的安全、稳定的运行。完成了对于煤矿井下电气设备自动化控制系统的硬件选取后，应根据需要选取合适的软件编程工具，确保煤矿井下电气设备自动化控制系统的软件编程能够快速、高效的完成。

2.2创新系统中的硬件

煤矿井下的环境十分恶劣，同时在具体开采过程中，井下供电的稳定性较差，经常会出现电压不稳、断电等不良情况，这不仅会对煤矿井下开采作业造成不良影响，甚至会导致相应的设备遭受破坏，导致其作用无法得到发挥。可见，煤矿井下开采过程中，为了确保电气设备自动化控制系统在实际运行过程中不会出现任何问题，相关的作业人员在实际操作过程中，应当将电源进化装置安装在输入电路部分，并且要利用1∶1隔离变压器，通过对变压器中存在的初级线圈和次级线圈兵器层的应用，将其与电气系统中存在的中性点连接，通过该方式能够最大程度减少自动化控制系统对脉冲造成的干扰。对自动化控制系统中的24V直流电源进行净化，同时调节供电负载，从而实现对周边电路的完善，避免电路在运行过程中出现短路，影响开采作业，以及对设备造成破坏。在自动化控制系统输出线路的处理过程中，相应的工作人员在实际工作期间，应当依据电气设备控制系统的具体需求情况，对各种调速装置、标志都利用采晶管，完成相应的输出操作，从而使系统的运行速度能够得到进一步提高。以PLC在煤矿水泵机房的应用为例，在煤矿井下电气设备自动化控制系统中，PLC的输出频率为6次/min，在输出方式的选择上，可以采用继电器输出的方式用以增强其抗干扰和带负载的能力。煤矿井下工作环境较为恶劣，尤其是特种较强的电磁干扰的存在极大的影响了煤矿井下电气设备自动化控制系统运行的准确性与稳定性。在煤矿井下电气设备自动化控制系统的设计过程中应当注意做好对于电磁干扰的屏蔽与防护，通过积极引入新技术及做好煤矿井下电气设备自动化控制系统抗干扰技术的创新，使得其能够更好的在煤矿井下复杂的工况环境下正常运行。

2.3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。

3结语

随着科学的发展，虽然越来越多的新型能源被发现和研究，但距离真正商用还有很长的距离。在可以预见的将来，煤炭在我国的能源结构中仍将占据重要的地位，承担为我国的工商业发展提供能源的任务，乃至承担稳定世界能源安全的责任。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。

參考文献

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[4]张林.电气自动化在煤矿生产中的应用初探[J].现代工业经济和信息化，2019，9（08）.

基金项目：2019年安徽省高校自然科学基金项目（KJ2019A1053）

作者简介：陈永生（1983-），性别：男，籍贯：安徽省泗县，民族：汉，学历：安徽理工大学电气工程专业硕士毕业，，高级工程师 ，单位：淮南矿业集团.

丁 莉（1983-），性别：女，籍贯：江苏淮安，学历：安徽工贸职业技术学院，副教授，硕士研究生，单位：安徽工贸职业技术学院。