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煤礦自動化控制范文第1篇

關鍵詞：電氣自動化；PLC；控制系統(tǒng)；優(yōu)化設計

引言

電氣自動化控制系統(tǒng)已經深入煤礦生產的每一個環(huán)節(jié)，并取得良好的應用成果。煤礦生產離不開數字處理與風險預測，這需要專業(yè)的控制裝置，而嵌入式PLC自動電氣控制系統(tǒng)能夠適應各種惡劣環(huán)境，因此在煤礦工業(yè)領域得到十分廣泛的應用。本文立足于煤礦電氣自動化系統(tǒng)，深入研究優(yōu)化電氣自動化控制系統(tǒng)的方案，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)

1.1參數測量與控制

就電氣控制系統(tǒng)而言，溫度控制、礦井水泵的開合控制都是其核心內容，將直接反映煤礦的電氣設備的運行情況，因此優(yōu)化電氣設備的控制系統(tǒng)對于煤礦的生產工作具有十分重要的意義。通常情況，測量設備的熱電阻作為對應的傳感器都能保持清晰的傳感功能，需要注意的是，要將傳感器的溫度保持在100℃以內[1]。通過將溫度信號轉換為電壓信號，最終實現(xiàn)閉環(huán)控制。電氣控制系統(tǒng)在企業(yè)的日常煤礦生產工作中扮演著關鍵角色，可以借助監(jiān)控層與網絡連接，從而實現(xiàn)對瓦斯含量的計算、通風情況的檢測、采集數據的工作，動態(tài)的對單元過程、設備進行控制。而管理監(jiān)控層的應用主要是利用組態(tài)，采集數據信息，實現(xiàn)優(yōu)化處理相關信息數據的目的。

1.2PLC控制器

PLC控制器作為自動化的控制設備能夠用于煤礦生產電氣設備的控制工作。煤礦生產電氣控制系統(tǒng)主要采用PLC（可編程控制器）支持煤礦生產電氣設備的整體運作。一般來說，自動化煤礦生產電氣設備的PLC可編程控制器主要由CPU主站單元、數字量輸出模塊、擬量輸出模塊、特殊通訊模塊、數字量輸入模塊及模擬量輸出模塊六大部分組成。主站單元CPU處理器增加了輸出點，從而方便系統(tǒng)直接對煤礦生產電氣設備進行控制，另外，在轉速、頻率方面擬量輸入模塊都有很大進步，不但能夠用于采集信號，還能保證操作員用于多線操作。此外，擴展單元將煤礦生產電氣設備分為上下部分，配置16點數字輸出模塊，從而增強電氣控制系統(tǒng)對電氣設備損壞報警系統(tǒng)等部分的控制，增加數字信號的交換頻率，在低成本的基礎上實現(xiàn)高性能的煤礦生產設備電子控制系統(tǒng)構成，控制執(zhí)行元件工作的時序，從而達到理想的煤礦生產效果[2]。

1.3信息采集系統(tǒng)

采集信息是PLC的主要功能，作用于煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)核心部分。通過通訊模塊，將礦井下情況的信號以參數的形式傳送至可編程控制器中，并根據煤礦生產的電氣設備的實際運行的情況進行風險評估，以便在突況發(fā)生時及時反饋給相關技術人員。另一方面，能夠通過主從站之間的信息交換，實現(xiàn)人機交互的工作狀態(tài)，不斷將運行信息以聲光的方式發(fā)送，可以進行連鎖保護，這是電控系統(tǒng)本身具有的一個重要功能[3]。1.4電磁閥在煤礦生產作業(yè)之中，所使用的電磁閥可以通過進氣系統(tǒng)劃分為兩類，分別是耐腐型電磁閥及普通型電磁閥。由于煤礦作業(yè)的工作環(huán)境相對復雜，存在著大量腐蝕性物質，這些腐蝕性物質會影響煤礦生產電氣設備的正常使用。如何提高煤礦生產電氣設備的抗腐蝕性成為業(yè)內關注的焦點。耐腐型的電磁閥通常用四氟乙烯制成，具有成本低廉、抗腐蝕性強的特點，因此被廣泛應用于煤礦生產作業(yè)的進氣系統(tǒng)中。

2煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)構架的優(yōu)化

2.1硬件部分的優(yōu)化

電氣自動化控制系統(tǒng)的硬件部分是煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的核心部分，直接影響煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，與煤礦生產的效率息息相關，因此加強硬件部分的優(yōu)化，對于煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的構架具有十分重要的意義。在設計煤礦電氣控制系統(tǒng)硬件時，應當從系統(tǒng)輸入電路入手，考慮煤礦井下工作條件較為惡劣，而PLC供電的電源一般是交流電，在80V～240V之間，因此為保證電氣自動化控制系統(tǒng)正確運行，需要選擇寬幅、適用的輸入電路。此外，考慮到煤礦井下工作對自動化控制系統(tǒng)的信號具有一定的干擾，因此為了保證電氣自動化控制系統(tǒng)正常運行，要適當增強系統(tǒng)輸入電路的抗干擾性能。采用隔離變壓器能夠增大變壓器的初級線圈屏蔽層與刺激線圈屏蔽層的接觸面積，有效減少礦井下面的脈沖干擾。調整輸入電路的荷載量也是避免短路操作的重要手段，一般來說，如果系統(tǒng)輸入電路存在過載的情況，會直接導致系統(tǒng)無法正常運行，影響煤礦電氣自動控制系統(tǒng)正常工作。除了優(yōu)化系統(tǒng)輸入電路，還要優(yōu)化系統(tǒng)輸出電路，采用晶體管輸出是輸出電路的重要優(yōu)化方面，一方面，采用晶體管進行輸出能夠適應高頻動作，并且晶體管的抗干擾能力較強，能夠保證電路不受其它信號的干擾。另一方面，以煤礦的水泵機房為例，使用晶體管進行輸出能夠有效簡化輸出動作，避免PLC芯片在使用過程中損毀。

2.2軟件的優(yōu)化設計

軟件是整個系統(tǒng)運行的核心，因此加強軟件的優(yōu)化設計，能夠有效提高煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的運行效率。一般來說，煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的軟件優(yōu)化設計可與硬件的優(yōu)化設計同時進行，一方面，軟件優(yōu)化設計與硬件優(yōu)化設計同時進行，能夠保證煤礦電氣自動化系統(tǒng)的同步性。另一方面，軟件優(yōu)化設計與硬件優(yōu)化設計同步進行，還能有效避免設計中不兼容的情況發(fā)生，從而提高煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與合理性。煤礦電氣自動化軟件設計的核心在于將軟件設計轉化為梯形圖，將軟件設計分為軟件結構的優(yōu)化設計與軟件程序的優(yōu)化設計兩個步驟。煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的軟件部分，與常規(guī)電氣自動化控制系統(tǒng)別無二致，然而在模塊化設計的過程中，煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的軟件部分與常規(guī)電氣自動控制系統(tǒng)的軟件設計就截然不同了。由于煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的模塊化設計是后續(xù)功能拓展的關鍵，因此初始設計時，要根據煤礦日常任務進行設計，在同一的系統(tǒng)下將任務分為多個子任務模塊，然后再進行統(tǒng)一調試，最后將其組合成一個完整的程序。因此相關設計人員要深入調查煤礦作業(yè)的流程，并根據實際生產要求優(yōu)化煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)軟件部分的結構設計，提升煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的日常運行效率。

2.3抗干擾優(yōu)化設計

系統(tǒng)的抗干擾設計是煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)必須考慮的問題，由于煤礦工作環(huán)境較為復雜，井下作業(yè)工作環(huán)境十分惡劣，因此加強煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)抗干擾優(yōu)化設計十分必要。電磁脈沖是系統(tǒng)芯片的天敵，一旦電磁脈沖超過可承受的范圍，會引起系統(tǒng)崩潰。因此抗干擾優(yōu)化設計主要針對防腐與防信號干擾兩個方面來探討。加強電氣控制集裝箱、配電箱的防腐處理，是防止電機出現(xiàn)故障、保證煤礦生產的電氣設備正常運行的保障?？梢酝ㄟ^防腐處理技術，將電氣設備的轉軸與外殼進行清理維護。此外，防腐涂料的應用也是加強電氣控制技術的重要手段，相關工作人員需要針對容易生銹的控制集裝箱的外殼進行防腐處理，從而保障煤礦生產的電氣設備內部元件的穩(wěn)定性。在電氣基礎設施與控制集裝箱的安裝工作中，要求相關工作人員考察安裝地點的施工條件，從而按照有利于電氣設備控制的方向進行整體布局，一定程度上能夠提升電氣設備對煤礦生產作業(yè)的整體調控能力。而采用隔離變壓器抗干擾能夠有效規(guī)避電磁脈沖對系統(tǒng)芯片的損壞，保證煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，采用金屬外殼也對電磁脈沖起到一定的屏蔽效果，可將PLC控制裝置置于金屬質地的工作柜中，能夠屏蔽大多數電磁脈沖及空間輻射，保證煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)正常運行。

3結語

隨著電子技術發(fā)展，電氣自動化控制技術在煤礦生產中得到廣泛應用，也促進煤礦生產效率的提高。然而，如何對煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，還需要設計人員不懈努力，進行反復設計與實踐。

參考文獻：

［1］劉琴.煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計［J］.中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2013(11)：281-282.

［2］劉曉軍.淺談煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的設計［J］.科技與企業(yè)，2014(9)：124.

煤礦自動化控制范文第2篇

1.1煤礦科學技術的發(fā)展特點

煤礦生產中最原始的開采工作辦法就是以人工作業(yè)為主，隨著經濟的高速發(fā)展，科學技術的不斷更新?lián)Q代，煤礦的生產技術取得了很高的成就。從剛開始的人工作業(yè)到機械作業(yè)，再到如今現(xiàn)代的信息化和自動化，煤礦的電氣自動化生產同樣取得了很大的成就。自動化作業(yè)由機械化作業(yè)為基礎，極大地促進了現(xiàn)代科技的發(fā)展，在煤礦的科學技術發(fā)展過程中有著中間樞紐的作用。煤礦開采較發(fā)達的國家無論在掘進工作面、采煤工作面還是排水、供電等裝置都在微處理器的基礎上增加了保護和監(jiān)控系統(tǒng)，大大提高了煤礦生產作業(yè)的可靠性和安全性。

1.2我國煤礦自動化發(fā)展的意義

我國煤礦資源豐富，是世界上很重要的產煤大國之一。但是，近些年來頻發(fā)的煤礦生產技術比如：瓦斯爆炸、礦井透水、礦井坍塌等眾多問題也給國家民眾的生產做成巨大不良的影響，要想促進煤礦生產的不斷發(fā)展，首要條件就是要做好煤礦生產的安全工作，根據不同煤礦生產的條件積極采用新技術，不僅可以提高煤礦生產的采礦效率，還能保障煤礦生產的安全效果。就目前現(xiàn)階段來看，因為各種因素的影響，我們國家煤礦開采新技術還存在著很大的問題所在，只有找出這些問題，并且制定出有針對性的解決方案是辦證煤礦生產作業(yè)安全的首要條件。

2單片機在煤礦電氣自動化發(fā)展中的重要意義

單片機介紹：在煤礦企業(yè)生產開采過程中，電氣控制技術的主要作用是提高生產運營的自動化程度，隨著電氣控制系統(tǒng)應用的不斷發(fā)展，各種電動機動力傳輸裝置的研究也逐漸成為業(yè)內的研究熱點。單片機是一種網絡化的自動管理系統(tǒng)，其在煤礦電氣自動化設備中的應用大大提高了我國煤礦生產機械化的水平，促進生產效率及產量的提升。單片機的主要組成部分包括存儲器、電源、通信模塊、漏電閉鎖模塊等，其工作原理是對電氣設備進行實時保護與監(jiān)控，再通過通信模塊采集電氣設備的運行信息，從而實現(xiàn)對電氣設備的自動化控制。運行過程中，單片機的通信模塊會將電信號轉換為電壓信號，單片機的中央處理器接收到電壓信號后再將其轉換為數字信號，PC終端接收到數字信號后通過顯示器顯示出來，最終實現(xiàn)信號的閉瑣。單片機技術作為煤礦電氣行業(yè)的新技術，不僅有著簡單的設備操控和較廣的運行范圍，同時在它運行過程中，更聯(lián)合其他的自動化技術、計算機技術以及微電子的技術等，實現(xiàn)了現(xiàn)代化煤礦電氣設備的智能化和自動化。單片機在煤礦電氣化生產的過程中，主要起到監(jiān)測、監(jiān)控煤礦生產過程的作用，為煤礦安全生產提供技術保障，并且大大提高了煤礦生產的智能化與自動化程度，促進企業(yè)經濟效益的提升。

3單片機在煤礦電氣化控制技術中的應用

具體而言，單片機在煤礦電氣化控制中的應用包括以下幾個方面。

3.1漏電保護

使用單片機進行漏電保護，可提高煤礦井下施工的安全系。傳統(tǒng)漏電保護主要采用分立元件，這種利用總饋電開關運行繼電器，再將絕緣電阻下降至整定值的電源切斷的方法失誤極為頻繁，無法保證其保護動作的可靠性。而單片機系統(tǒng)的智能化程度更高，執(zhí)行檢測迅速，且可以保證更加準確的檢測結果，大大提高系統(tǒng)運行的安全性與可靠性。如果煤礦開采過程中發(fā)生漏電事故，單片機系統(tǒng)中的互感器會把參與電流迅速轉換為信號，放大器再將其進行發(fā)大后傳送至端口，單片機在檢測電流信號后再將電網頻率輸送至單片機，漏電檢測即可完成。

3.2井下安全監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)的煤礦生產中，井下環(huán)境的監(jiān)測是通過手持直讀式就地檢測裝置來完成的，這種裝置無法準確、有效地監(jiān)控井下的瓦斯?jié)舛?，故為煤礦的安全生產埋下一系列隱患。而在井下監(jiān)控系統(tǒng)中采用單片機控制系統(tǒng)，可以對監(jiān)控到測量間隔時間段內的變化進行全程監(jiān)控，體現(xiàn)出安全性高、反應靈敏的優(yōu)勢，且可以對安全隱患做出準確預測。由此可見，單片機技術可有效監(jiān)控井下安全環(huán)境，提高煤礦生產的安全性。

3.3變電所運行記錄

在煤礦生產過程中，變電所是一個重要部門，其運行的安全性與可靠性會對煤礦的安全生產產生決定性作用。但是傳統(tǒng)煤礦生產過程中，多采用人工操作統(tǒng)計煤礦所用電量。由于能源的緊張，電力部門加大了對各工礦企業(yè)用電的限制，如有超出部門則要接受電力部門的處罰，因此智能電表在煤礦生產中的應用有著重要的現(xiàn)實意義。具體而言，智能電表的作用包括以下幾個方面：（1）全礦各個用電部門的用電負荷均可通過智能電表計算出來，可以細化到每小時的用電量、每15min的一均負荷、用電是的分時累計等。（2）打印功能?？梢岳弥悄茈姳韺⑷V的正點負荷、每小時用電量、各用電部分的正點負荷每小時用電量等相關指標打印出來，此外還可統(tǒng)計日最高負荷、高峰用電量、每日總用電量、每日連續(xù)15min平均最大負荷等。（3）超負荷處理。如果全礦在用電高峰期超負荷，則智能電表則會發(fā)出連續(xù)報警，直至值班人員通知全礦生產調度室對次要部門壓負荷為止，由此可見，智能電表實現(xiàn)了調度室統(tǒng)一指揮全礦用電的管理模式，大大提高了用電效率及效益。

4結束語

煤礦自動化控制范文第3篇

關鍵詞：煤礦；井下；電氣自動化；控制技術；應用

前言

在現(xiàn)代煤礦開采中，高效、安全的煤礦開采離不開電氣自動化控制技術的應用?，F(xiàn)今隨著計算機技術的不斷發(fā)展進步，PLC控制設備的發(fā)展與應用日趨成熟，基于PLC控制技術的電氣自動化控制技術能夠良好地適應煤礦井下惡劣的工況環(huán)境，極大地提升了煤礦井下的開采效率。如何在有限的資金下構建起完善、高效的煤礦井下電氣自動化控制網絡，實現(xiàn)煤礦井下電氣設備的最優(yōu)化的電氣自動化控制技術做好煤礦井下電氣自動化控制技術的應用是現(xiàn)今很多煤礦所面臨的一個問題，做好煤礦井下電氣設備電氣自動化控制技術的創(chuàng)新與優(yōu)化是促進煤礦生產效率提升的重要舉措。

1 單片機電氣自動化控制系統(tǒng)在煤礦井下電氣設備自動化控制中的應用

煤炭是我國分布較廣也是較為豐富的一種資源?，F(xiàn)代煤礦開采更加注重煤礦井下電氣設備電氣自動化控制技術在煤礦開采中的應用。煤礦井下的工況環(huán)境較為惡劣，從而為煤礦井下電氣設備電氣自動化控制技術在煤礦中的應用帶來了極大的困難。為保障煤礦的生產，應當積極加強對于煤礦井下電氣設備電氣自動化控制技術的創(chuàng)新，通過應用電氣設備自動化技術在確保煤礦開采安全性的同時提升煤礦開采的效率。F代煤礦井下電氣設備電氣自動化控制技術主要是基于單片機技術的基礎上來進行開發(fā)的。煤礦井下惡劣的工況環(huán)境對于單片機的應用提出了更高的挑戰(zhàn)，在單片機的選擇上應當充分結合煤礦井下工況的特點，進行針對性的選擇，煤礦井下電氣設備電氣自動化控制技術的研究人員應當根據煤礦開采和生產的實際環(huán)境，通過全面、深入的勘察與分析，以使得單片機能夠在煤礦井下電氣設備電氣自動化控制中發(fā)揮出更大的作用。此外，在單片機的應用過程中，應當注意做好煤礦井下電氣設備電氣自動化控制器的防水與防漏電工作。現(xiàn)今在我國煤礦井下電氣設備的自動化控制中廣泛采用的是PLC單片機，這種類型的單片機除了具有較為良好的防水保護外，還能在煤礦井下電氣設備自動化控制設備出現(xiàn)漏電問題是進行自我保護以確保煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定的運行。此外，煤礦井下電氣設備自動化控制設備中采用PLC單片機控制類型還具有較高的工作效率，其在能耗、抗干擾方面也具有較大的優(yōu)點。因此，在煤礦井下電氣設備自動化控制設備中PLC單片機被廣為采用。在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)中，單片機通過對煤礦井下電氣設備的運行狀態(tài)進行實時的監(jiān)控，將各設備所檢測到的電信號轉化為電壓信號，并通過一系列的轉變后將其送入CPU而后通過計算機顯示出來。

2 做好煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的創(chuàng)新與優(yōu)化

2.1 做好煤礦井下電氣設備自動化控制設備的選型創(chuàng)新

在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的設計過程中首先應當結合煤礦井下電氣設備的控制需求對煤礦井下電氣設備自動化控制設備的規(guī)模進行系統(tǒng)性的分析，從而盡可能地縮小設備選擇的范圍。比如說，在煤礦井下電氣設備自動化控制中僅僅將其應用于對于煤礦井下的瓦斯?jié)舛鹊臋z測時在煤礦井下電氣設備自動化控制裝置的選擇上可以選用一般微型的設備用以實現(xiàn)對于煤礦井下瓦斯?jié)舛鹊臋z測與分析。如果將煤礦井下電氣設備自動化控制應用對于水泵機房的控制，這就需要根據水泵相應的工作狀態(tài)在PLC中編制一定的邏輯程序，因此在PLC的選擇上需要選用控制點數較多的PLC。在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的設計過程中，應當根據煤礦井下電氣設備自動化控制對象的系統(tǒng)規(guī)模來確定控制I/O的點數，并根據其類型的不同對其進行劃分制定出相應的統(tǒng)計清單，以確保煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)中軟硬件資源余量的充足，確保煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定的運行。完成了對于煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的硬件選取后，應當根據需要選取合適的軟件編程工具，確保煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的軟件編程能夠快速、高效的完成。

2.2 做好煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的硬件創(chuàng)新

在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的硬件創(chuàng)新上，由于煤礦井下環(huán)境較為惡劣，加之井下供電也存在著一定的不穩(wěn)定性，因此為了確保煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的正常運行，應當在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的輸入電路部分加裝一定的電源凈化裝置，通過采用1：1隔離變壓器，利用其所具有的初級線圈和次級線圈屏蔽層通過將其與電氣系統(tǒng)中的中性點進行連接用以減小煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)所受脈沖干擾的影響。將煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)中的24V直流供電電源進行凈化和供電負載的調節(jié)，完善周邊電路的防短操作。在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的輸出電路上，應當根據煤礦井下電氣設備的控制需求，對各種指示標志、調速裝置等采用晶體管進行輸出，用以提升其相應速度。以PLC在煤礦水泵機房的應用為例，在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)中，PLC的輸出頻率為6次/min，在輸出方式的選擇上，可以采用繼電器輸出的方式用以增強其抗干擾和帶負載的能力。煤礦井下工作環(huán)境較為惡劣，尤其是特種較強的電磁干擾的存在極大的影響了煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)運行的準確性與穩(wěn)定性。在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的設計過程中應當注意做好對于電磁干擾的屏蔽與防護，通過積極引入新技術及做好煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)抗干擾技術的創(chuàng)新，使得其能夠更好的在煤礦井下復雜的工況環(huán)境下正常運行。

2.3 做好對于煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的軟件創(chuàng)新

在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)的軟件設計上主要包括有基本程序和模塊程序設計。在煤礦生產過程中，應當結合煤礦井下電氣設備工藝的不同通過適時地程序調整，來確保煤礦井下電氣設備動作的準確性。在煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)中采用模塊化的設計方式有利于后期的程序拓展。在煤礦井下電氣設備自動化控制程序編制時可以將其劃分為多個子任務模塊，分別對其進行編寫和調試，并最終將其組合成為一個完整的程序。

3 結束語

煤礦井下電氣設備自動化控制是煤礦開采的重要發(fā)展方向。通過在煤礦井下電氣設備中應用煤礦井下電氣設備自動化控制方式能夠極大提升煤礦開采效率的同時確保煤礦井下的安全生產。本文在分析煤礦井下電氣設備自動化控制特點的基礎上對如何做好煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)設計中的創(chuàng)新和優(yōu)化進行了分析介紹。

參考文獻

[1]張勇平.淺談煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的設計[J].山東煤炭科技，2015（10）：121-122.

煤礦自動化控制范文第4篇

【關鍵詞】煤礦;通風系統(tǒng);自動化控制技術;應用

安全問題一直是煤礦生產中備受關注的一個話題。近年來，我國的煤礦企業(yè)也頻多出現(xiàn)煤礦安全事故，因此，煤礦的安全生產越來越受到人們的重視。在煤礦生產中煤礦的通風系統(tǒng)是避免安全事故發(fā)生的一項重要措施，此系統(tǒng)能夠有效的、及時的控制礦井下的情況，提高礦井下生成的安全系數。在目前的礦井通風系統(tǒng)中大多數是人工管理控制的，無法對礦井下生產的實時動態(tài)進行監(jiān)控，若是在通風系統(tǒng)中引入自動化控制技術能夠實現(xiàn)礦井下生產的過程進行實時監(jiān)控，進而提高煤礦生產的安全性、提高系統(tǒng)的管理水平。

一、礦井通風系統(tǒng)的其重要性

煤礦通風系統(tǒng)建設的主要目的是保持礦井下空氣的安全問題。通過通風系統(tǒng)中通風巷道的建立，實現(xiàn)了礦井下與礦井上空氣的流通，這樣便能夠保證礦井下流有新鮮的空氣，給井下工作人員創(chuàng)造較好的工作條件。另外利用通風巷道能夠將煤礦井下的有害氣體、礦塵、熱量以及水蒸氣的排出，以便創(chuàng)造出一種安全的生產條件。在煤礦下進行作業(yè)時特別需要注意的是礦井中瓦斯的含量，需要對其進行實施監(jiān)控，以便根據其含量及時調整通風系統(tǒng)的通風量，避免安全事故的發(fā)生。從目前的礦井通風系統(tǒng)來看，多數是采用人工控制的管理方式，無法做到實時監(jiān)控和調整，由此為給礦井通風系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來不利條件。若是礦井的通風系統(tǒng)出現(xiàn)異常，極可能會引發(fā)井下瓦斯爆炸等重大的安全事故，這些將直接危及到作業(yè)人員的生命安全，同時給我國的經濟帶來很大的損失。

二、煤礦通風系統(tǒng)中引入自動化控制技術的必要性

自動化控制技術應用到煤礦通風系統(tǒng)中能夠提高通風系統(tǒng)的可靠性、安全性，同時還提高了煤礦通風系統(tǒng)的管理水平。自動化控制系統(tǒng)無需人工監(jiān)控，通過自動化系統(tǒng)實現(xiàn)對井下工作條件和工作情況的實時監(jiān)控與管理，由此減少了工作人員的工作量同時還節(jié)約了管理成本。從我國目前的煤礦通風系統(tǒng)來看，系統(tǒng)使用的設備都是比較分散且獨立的自動化設備，而這類設備的參數不齊全、可靠性能較低、設備維護量大、缺乏自我診斷能力等特點，在通風系統(tǒng)運行中很難做到集中調度、管理和監(jiān)控，同時給礦井通風系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行帶來不利的因素。因此在現(xiàn)代的煤礦通風系統(tǒng)中運用自動化控制技術是十分必要的，同時煤礦通風系統(tǒng)的自動化控制也將成為我國煤礦通風系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。

三、煤礦自動化通風控制系統(tǒng)的工作原理和結構

（一）煤礦自動化通風控制系統(tǒng)的工作原理

自動化通風控制系統(tǒng)采用的是整體控制、分散檢測的方式，在煤礦井下生產中設置有若干監(jiān)控分站，對礦井空氣中的溫度、風量以及有毒氣體等進行實時監(jiān)測，各分站監(jiān)測的的數據通過系統(tǒng)中的通信電纜傳輸到煤礦通風主站，在此總站中對所有分站監(jiān)測到的數據進行集中管理，之后在系統(tǒng)中對這些監(jiān)測到的數據進行計算，最終得出井下風量的分布情況，并結合實際的生產要求制定合理的風量控制方案，并將系統(tǒng)的監(jiān)控指令傳送至各個分站，最后在變頻裝置的作用下，對煤礦井中通風機的風量進行調整，以上便實現(xiàn)了沒空通風系統(tǒng)的自動化控制管理。

（二）煤礦自動化通風控制系統(tǒng)的結構

煤礦通風系統(tǒng)主要有三部分組成，分別是通風系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、傳感器。

1.通風系統(tǒng)

此通風系統(tǒng)中主要運用了兩種風量調節(jié)方法。一種是利用系統(tǒng)中的百葉窗和風門的角度來控制和調節(jié)系統(tǒng)中的風量;另一種是通過改變電動機的頻率實現(xiàn)對井下風量的控制。另外，在煤礦井下的自動化控制通風系統(tǒng)中運用了定時控制裝置和爆破沖擊開關，若是礦井下發(fā)生爆炸后系統(tǒng)就可以實現(xiàn)通風。

2.中央控制系統(tǒng)

此結構系統(tǒng)是通過微型計算機來實現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能的，此微型計算機有很多接口，在使用過程中具有較強的擴散能力，對于系統(tǒng)所分配的任務都能夠完成。此結構系統(tǒng)在進行自動化控制時具有速度快、測量精度高的優(yōu)點。此系統(tǒng)結構的主要任務是對各分站檢測到的井下數據進行采集和處理，并針對各分站的空氣含量做出適當的風量控制方案，同時中央控制系統(tǒng)還具有報警的功能。

3.傳感器

傳感器是系統(tǒng)中的信號發(fā)生器，在煤礦井下的自動化通風控制系統(tǒng)中需要對不同的信號進行傳輸和接收，以及不同過指令和數據的接受與發(fā)送，而他們的傳輸方式主要有時分制和頻分制兩種。時分制是根據時序的不同來傳送不同的信號;而頻分制是根據自身的頻率來確定信號的發(fā)送的，這種傳送方式比較簡單、出錯較少的優(yōu)勢，使其的到廣泛的應用。另外在傳感器中檢測元件也具有很重要的作用，在井下巷道中放入傳感器，用此裝置來確定巷道中的風量、氣體含量以及巷道中的溫度等，實現(xiàn)對巷道各項指標的實時監(jiān)測。

四、在煤礦通風系統(tǒng)中自動化監(jiān)控技術的應用

（一）系統(tǒng)中設置了各種等級的安全機制

在煤礦自動化控制通風系統(tǒng)中設置了不同等級的安全級別，同時不同的安全級別具有不同的安全權限，這樣在煤礦工作中的安全分析人員只能夠查看自己權限范圍內的的信息情況。這樣的設置方式不但提高了系統(tǒng)的安全性，還對工作人員的職責進行了明確。

（二）實現(xiàn)對井下工作環(huán)境的實時監(jiān)測

通風系統(tǒng)的自動化監(jiān)控，主要內容是監(jiān)控作業(yè)人員工作環(huán)境中的溫度、有毒氣體含量、風壓以及通風機設備的運行情況，利用傳感器采集相關的數據并傳送到中央控制系統(tǒng)中，然后將采集到的數據與系統(tǒng)設定的參數值進行比較，為調控井下工作環(huán)境提供可靠的依據。此外，為了相關工作人員能夠方便快捷的了解到礦井下的工作環(huán)境和通風系統(tǒng)的工作情況，在自動化通風控制系統(tǒng)中設置了報表功能，在對檢測數據進行傳輸是能夠將歷史數據和目前的動態(tài)數據打印出來，供工作人員閱覽參考。

（三）繪制煤礦井下通風系統(tǒng)和工作環(huán)境的趨勢曲線

在自動化控制系統(tǒng)中把傳感器采集到的數據，利用圖形的實行展現(xiàn)出來通過歷史曲線和實時曲線將各模擬量的變化情況清晰的展現(xiàn)出來。其中實時曲線是指傳感器在短時間內采集的到數據，歷史數據是對之前某段時間內傳感器采集到的數據進行統(tǒng)計、匯總后的數據。利用圖形曲線的方式更直觀的展示出通風系統(tǒng)的工作情況，并據此做出正確的調整。

（四）系統(tǒng)故障的診斷和排除

當自動化通風控制系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)故障時，此系統(tǒng)會自動啟動備用風機，或是增加其他風機的通風量來去報煤礦生產工作的安全進行。它的操作過程是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)內部發(fā)出指令對出現(xiàn)故障的機器采取關閉電源的措施，同時在系統(tǒng)中啟用備用風機或是增加其他風機的通風量，之后再對系統(tǒng)設備故障進行檢測和處理，當系統(tǒng)故障排除后還要對其系統(tǒng)參數進行檢查，在檢測沒有問題的情況下啟動設備，若是出現(xiàn)設備無法啟動的現(xiàn)象，則需要對系統(tǒng)的所有參數進行記錄，之后進行全面的分析，并給出解決方案。另外，在自動化系統(tǒng)中設置有故障自動報警裝置，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時會及時發(fā)出警報。而系統(tǒng)警報范圍的設定是根據系統(tǒng)中各項參數值得上下限進行設定的，在警報響起后相關工作人員要及時對系統(tǒng)故障進行排查，以免造成安全事故的發(fā)生，同時在系統(tǒng)報警的同時還能夠對報警資料進行儲存，以供工作人員排查時做參考。

五、結束語

煤礦系統(tǒng)中應用自動化控制系統(tǒng)能提高煤礦生產的安全性，降低系統(tǒng)的投資成本，增加煤礦企業(yè)的安全性。同時運用自動化控制技術實現(xiàn)了無人值班和對煤礦系統(tǒng)的實時監(jiān)控，增加煤礦生產系統(tǒng)的安全效益，減少通風系統(tǒng)的管理人員投入，提升企業(yè)的經濟效益。

參考文獻

[1]高俊祥，高孝亮.自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中的應用[J].煤礦安全.2011（11）.

煤礦自動化控制范文第5篇

關鍵詞：煤礦自動化技術；單片機；控制技術

1 煤礦電氣生產自動化概述

1.1 煤礦科學技術的發(fā)展特點

煤礦生產中最原始的開采工作辦法就是以人工作業(yè)為主，隨著經濟的高速發(fā)展，科學技術的不斷更新?lián)Q代，煤礦的生產技術取得了很高的成就。從剛開始的人工作業(yè)到機械作業(yè)，再到如今現(xiàn)代的信息化和自動化，煤礦的電氣自動化生產同樣取得了很大的成就。自動化作業(yè)由機械化作業(yè)為基礎，極大地促進了現(xiàn)代科技的發(fā)展，在煤礦的科學技術發(fā)展過程中有著中間樞紐的作用。煤礦開采較發(fā)達的國家無論在掘進工作面、采煤工作面還是排水、供電等裝置都在微處理器的基礎上增加了保護和監(jiān)控系統(tǒng)，大大提高了煤礦生產作業(yè)的可靠性和安全性。

1.2 我國煤礦自動化發(fā)展的意義

我國煤礦資源豐富，是世界上很重要的產煤大國之一。但是，近些年來頻發(fā)的煤礦生產技術比如：瓦斯爆炸、礦井透水、礦井坍塌等眾多問題也給國家民眾的生產做成巨大不良的影響，要想促進煤礦生產的不斷發(fā)展，首要條件就是要做好煤礦生產的安全工作，根據不同煤礦生產的條件積極采用新技術，不僅可以提高煤礦生產的采礦效率，還能保障煤礦生產的安全效果。就目前現(xiàn)階段來看，因為各種因素的影響，我們國家煤礦開采新技術還存在著很大的問題所在，只有找出這些問題，并且制定出有針對性的解決方案是辦證煤礦生產作業(yè)安全的首要條件。

2 單片機在煤礦電氣自動化發(fā)展中的重要意義

單片機介紹：在煤礦企業(yè)生產開采過程中，電氣控制技術的主要作用是提高生產運營的自動化程度，隨著電氣控制系統(tǒng)應用的不斷發(fā)展，各種電動機動力傳輸裝置的研究也逐漸成為業(yè)內的研究熱點。單片機是一種網絡化的自動管理系統(tǒng)，其在煤礦電氣自動化設備中的應用大大提高了我國煤礦生產機械化的水平，促進生產效率及產量的提升。單片機的主要組成部分包括存儲器、電源、通信模塊、漏電閉鎖模塊等，其工作原理是對電氣設備進行實時保護與監(jiān)控，再通過通信模塊采集電氣設備的運行信息，從而實現(xiàn)對電氣設備的自動化控制。運行過程中，單片機的通信模塊會將電信號轉換為電壓信號，單片機的中央處理器接收到電壓信號后再將其轉換為數字信號，PC終端接收到數字信號后通過顯示器顯示出來，最終實現(xiàn)信號的閉瑣。單片機技術作為煤礦電氣行業(yè)的新技術，不僅有著簡單的設備操控和較廣的運行范圍，同時在它運行過程中，更聯(lián)合其他的自動化技術、計算機技術以及微電子的技術等，實現(xiàn)了現(xiàn)代化煤礦電氣設備的智能化和自動化。單片機在煤礦電氣化生產的過程中，主要起到監(jiān)測、監(jiān)控煤礦生產過程的作用，為煤礦安全生產提供技術保障，并且大大提高了煤礦生產的智能化與自動化程度，促進企業(yè)經濟效益的提升。

3 單片機在煤礦電氣化控制技術中的應用

具體而言，單片機在煤礦電氣化控制中的應用包括以下幾個方面。

3.1 漏電保護

使用單片機進行漏電保護，可提高煤礦井下施工的安全系。傳統(tǒng)漏電保護主要采用分立元件，這種利用總饋電開關運行繼電器，再將絕緣電阻下降至整定值的電源切斷的方法失誤極為頻繁，無法保證其保護動作的可靠性。而單片機系統(tǒng)的智能化程度更高，執(zhí)行檢測迅速，且可以保證更加準確的檢測結果，大大提高系統(tǒng)運行的安全性與可靠性。如果煤礦開采過程中發(fā)生漏電事故，單片機系統(tǒng)中的互感器會把參與電流迅速轉換為信號，放大器再將其進行發(fā)大后傳送至端口，單片機在檢測電流信號后再將電網頻率輸送至單片機，漏電檢測即可完成。

3.2 井下安全監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)的煤礦生產中，井下環(huán)境的監(jiān)測是通過手持直讀式就地檢測裝置來完成的，這種裝置無法準確、有效地監(jiān)控井下的瓦斯?jié)舛?，故為煤礦的安全生產埋下一系列隱患。而在井下監(jiān)控系統(tǒng)中采用單片機控制系統(tǒng)，可以對監(jiān)控到測量間隔時間段內的變化進行全程監(jiān)控，體現(xiàn)出安全性高、反應靈敏的優(yōu)勢，且可以對安全隱患做出準確預測。由此可見，單片機技術可有效監(jiān)控井下安全環(huán)境，提高煤礦生產的安全性。

3.3 變電所運行記錄

在煤礦生產過程中，變電所是一個重要部門，其運行的安全性與可靠性會對煤礦的安全生產產生決定性作用。但是傳統(tǒng)煤礦生產過程中，多采用人工操作統(tǒng)計煤礦所用電量。由于能源的緊張，電力部門加大了對各工礦企業(yè)用電的限制，如有超出部門則要接受電力部門的處罰，因此智能電表在煤礦生產中的應用有著重要的現(xiàn)實意義。具體而言，智能電表的作用包括以下幾個方面：（1）全礦各個用電部門的用電負荷均可通過智能電表計算出來，可以細化到每小時的用電量、每15min的一均負荷、用電是的分時累計等。（2）打印功能?？梢岳弥悄茈姳韺⑷V的正點負荷、每小時用電量、各用電部分的正點負荷每小時用電量等相關指標打印出來，此外還可統(tǒng)計日最高負荷、高峰用電量、每日總用電量、每日連續(xù)15min平均最大負荷等。（3）超負荷處理。如果全礦在用電高峰期超負荷，則智能電表則會發(fā)出連續(xù)報警，直至值班人員通知全礦生產調度室對次要部門壓負荷為止，由此可見，智能電表實現(xiàn)了調度室統(tǒng)一指揮全礦用電的管理模式，大大提高了用電效率及效益。

4 結束語

隨著經濟的飛速發(fā)展以及科技的進步，計算機日益成熟的技術成果推動了單片機技術的大力發(fā)展，對于當前的煤礦產業(yè)有著深遠的影響。作為一種新技術，在煤礦自動化設備中的運用可以實現(xiàn)現(xiàn)代煤礦電氣自動化技術設備的智能化和自動化運行。單片機在煤礦電氣自動化設備控制技術中的應用，不僅實現(xiàn)了煤礦產業(yè)的自動化，還能對我們國家礦業(yè)生產產業(yè)的快速發(fā)展和生產能力的提升有著積極的作用。

參考文獻

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