煤矿电气自动化控制

关键词： 煤炭资源 开采 电气 煤矿

煤矿电气自动化控制（精选十篇）

煤矿电气自动化控制 篇1

关键词：煤矿,电气自动化,设计方案,控制系统,研究

0 引言

众所周知,煤矿属于不可再生资源,应当对其利用加以管控,发展循环经济,提高煤炭的利用率。从客观条件上来讲,我们的生活离不开煤炭资源,但是我们对煤炭的不科学应用,又使得其对环境造成了一定的污染,影响了人们的生活环境,此时,高效干净的利用煤炭资源是人们关注的重点。而煤矿企业自身也需要提高煤炭开采的效率和质量,解决供求关系的不平衡,电气自动化控制引入煤矿企业开采中后,一方面使得煤矿的开采流程大为简化;另一方面,实现了计算机对数字和程序的控制,令工作变得更加的快捷,也使得计算的准确性提高。不仅如此,电气化控制还对煤矿开采中的瓦斯、通风等方面进行很好的管理,充分使得系统更加安全稳定,从这方面看,是好的优化措施。

1 单片机电气自动化控制系统的应用分析

1)煤炭资源是我国经济建设中不可缺少的重要资源,对人们的日常生活以及国家发展都起着不可或缺的作用,对我国的能源输送也有着积极影响。电气自动化技术在煤矿开采中的应用不仅要保障开采的效率,关键还要让资金的利用更加有效,减少浪费现象的发生。单片机是电气自动化控制中最重要的组成部分,但是因为在操作的时候所处的环境条件不同,所以,对单片机的选择也要科学合理,主要从以下几个方面进行分析:(1)单片机的种类选择要和工作环境相适应。由于煤矿开采工作的复杂性和特殊性,在不同的作业条件下,对单片机也有不同规格上的要求,只有充分确保在不同的作业下选用合适的器械,才能使得程序规范化,采煤的质量得到保证。(2)单片机的操作应当谨慎处理,如果发现有漏水的情况,这样很容易使单片机导电,一旦导电,就会危及操作人员的人身安全。一般情况下,井下施工都是配置有PIC系统的单片机,其优点就是可以自动防水,当系统出现漏水时,这样配置的单片机具有自我保护功能,做到及时的绝缘,这令操作人员的安全系数大大增加。不仅如此,此类型单片机还可以对LED灯进行自动调节。能够自我感应是PIC系统具有的显著特性,依据不同环境的光线,可以对LED灯的强弱以及工作时间感应后进行自动调节,充分节约了电力资源,达到节能减排的效果。

2)在煤矿开采中安装单片机设备能够起到实时的保护作用,通过CPU信号变化实现控制是单片机的主要工作原理。单片机不但会对电流的变化做出一定的感应,而且可以通过程序实现电流信号和电压信号的转换,并把信号适当程度上扩大。如果说电压大于等于0.5V时,计算机设备就会感应到,然后做出相应的反应。煤矿开采时所用的数据均是由这样的方式进行处理的,然后通过电脑进行转化和显示。煤矿开采的数据应当确保完整性和准确性,所以应该对设备配置有一定的要求,最好使用高效率的CPU,而且应该适当封锁信号。单片机的主要组成部分有电源、断电设备、防水设备以及通风机等,要想使单片机工作正常,就务必使其拥有完整的组成部分。

3)断电保护和通风也是单片机在煤矿开采中应用较多的环节。(1)单片机中都有感应电阻,如果电路出现变化,感应电阻也会相应发生改变,比如电流增大,感应电阻的阻值就会降低,当阻值小于特定的数值时,继电器就会相应的启动,然后发出一定的指令,阻止电路通电。所以,煤矿开采中想要知道电路是否稳定,可以依据单片机的运行状态来判断。在此过程中,需要适时的检查电路电源,将其中的安全隐患排除掉。断电保护装置也不是一直运行就好,它对电路也会产生较大的影响,使其中的电流增大,造成电路的不安全因素增加。鉴于此,电流在电路中的形式选择就应以最优化为原则,如果要想有效控制电流,就可以选择直流电和零序电的相互结合。除此之外,单片机的运算能力也不要忽视,应充分利用,这样可以做到对涉及的数据进行计算和反馈。(2)煤矿开采也离不开风机设备,其能够为井下开采人员提供新鲜的空气,保持矿井通风顺畅。煤矿开采中的通风情况是要根据条件和环境的变化而做出调整的,单片机恰恰做到了能很好的控制各环节的风速,使工作流程得到简化,提高了系统工作的稳定性,减少了人员使用,同时也减少了工程造价。

2 煤矿电气自动化控制系统的改造和创新研究

2.1 对设备系统进行优化

在煤矿开采中应用电气自动化控制既提高了工作效率,也使得煤矿企业竞争力提高,所以为了令电气自动化控制得到更好的利用,选取PIC设备前应当整体评估系统的状态和功能。如果只是要控制煤矿开采中所遇到的瓦斯浓度,大可不必选取大型设备,微型设备就可以满足需求。可是矿井中水位高低决定了水泵的工作状态的设定,此时PIC设备的选择就不能考虑微型设备,因为这已经超出其功能范围。为了使设计要求更具高水平,全方位对矿井进行实时监控是PIC以后的设计发展方向,这样就能够对井下工作情况和数据了如指掌,然后实时控制。另外,在编程程序上有一定的要求,主要分析如下:当前编程程序通常采用的有三种,即手控编程程序、PIC编程程序以及计算机编程程序,也都各有利弊。比如手控编程程序质量偏低,工作效率也偏低,只符合数据少时采用的情况,在实际工作中用到的不多。再拿PIC编程程序来讲,其一般适用大规模采矿需求,范围具有一定的局限性。在实践中通常会把PIC编程程序与计算机编程程序相互结合,以此令编程计算更为高效,但缺点就是耗资较大,程序相当复杂,在现场调试的时候会不方便。因此,如果说要优化煤矿电气自动化控制系统,就应该因时制宜,根据不同的工作情况选择合适的编程程序。

2.2 对系统软件进行创新

煤矿开采工作的顺利进行也需要好的系统软件,而对其不断创新能够满足不同变化条件的需求,这也是提高煤矿开采效率和质量的有效措施。为了使这一目标得以实现,应处理好系统内部软件,把其组合装配通过直观的图表来展现,这不仅是PIC系统应用过程中的关键,也是比较难做到的。另外,系统的创新和优化要从自身规模上入手,避免不切实际,要使优化后的系统跟煤矿的实际运行情况相吻合,这样对提高工效和质量才有帮助。

2.3 对系统硬件进行创新

系统硬件也是煤矿电气自动化控制系统的重要部分,主要涉及输入和输出设备。对输入设备的创新优化要以PIC设备的供电电压为基础,一般其电压在85~240 V之间,但是煤矿的开采环境恶劣,受到的条件约束也比较多,所以安装电源要有相应的净化方法,使其稳定的工作。电路优化一般选择滤波器和变压器,两者结合使用能够很好的控制电压。输出设备的优化在于选择指示标准和调试装置,常采用晶体管输出的方式,既令系统的反应速度得到保证,也可以优化电流频率。

3 结语

就目前来看,我国的经济发展以及人们的日常生活都离不开煤炭资源,因此煤矿的开采工作需要进一步的完善。而优化电气自动化控制系统是不错的途径选择,只有创新系统的内部元件和工作原理,才能让其监控的作用更加显著。同时对PIC电气自动化控制的应用,不但加速了煤矿企业的发展,也让系统的运算和编程效率提升,所以,应优化系统内部构件,保证输出和输入电路的稳定性,并且以电路自身条件和运行环境相结合,确保电压始终正常,唯有如此,煤矿行业的发展才能趋于良性循环。

参考文献

[1]王恒.关于煤矿电气自动化控制系统的优化设计[J].能源与节能,2015(5):106-107.

煤矿电气自动化控制系统与优化论文 篇2

摘要：:煤矿企业在实际生产、监控、操作的过程中主要采用电气自动化控制。一套优良的电气自动化控制系统对于保证企业稳定、高效的生产运行起着至关重要的作用，同时电气化控制生产的过程，可以给煤矿生产提供足够的安全保证。文章从电气自动化控制系统的控制方式入手来介绍电气自动化控制在软件硬件方面优化的具体方法，引出对于设备的选型原则。

关键词：:煤矿;电气自动化;优化分析

电气自动化控制的技术在煤矿安全生产过程中操控着生产过程的每一个环节，所以要对电气系统进行升级首先就应当对电气化自动控制方法进行升级，同时对于采煤过程中的各个环节进行进一步的效率化控制以及规范处理。为保证采煤系统在工作过程中系统运行的效率和可靠性就要对于井上下供配电系统、通风系统、瓦斯检测系统、综采系统、机运系统以及排水系统等关键点进行重点把握，确保全矿井的安全生产。

煤矿电气自动化控制 篇3

关键词：煤矿；电气自动化；控制系统；应用

煤矿是我国经济结构中的重要组成内容，煤炭企业发展与我国众多领域的发展有着非常紧密的联系，是社会经济发展的能源保障。社会对于煤炭企业的发展也非常的关注，对于煤炭能源的需求量也在不断上涨。煤炭生产企业利用自动化控制系统，不仅可以促进煤炭生产效率和质量的提升，还能保障煤炭生产的安全性，缩减煤炭能源生产的成本投入，提升煤炭企业的经济效益。只有不断的对煤矿电气自动化系统进行优化，才能为煤炭企业发展输入源源不断的动力。

1 煤矿电气自动化控制系统硬件模块优化设计分析

硬件模块与煤矿电气自动化控制系统的运行成效有着至关重要的影响，想要不断的提升煤矿电气自动化控制成效，就必须要对硬件模块设计进行优化。从某种层面进行分析，硬件模块的构成框架决定煤矿电气自动化控制系统运行的稳定性。相关设计人员需要不断的提升硬件模块框架的合理性、科学性，提高配置，将电气自动化控制系统存在的重要意义充分显现出来[1]。

1.1 抗干扰设计的优化

想要不断提升煤矿电气自动化控制系统运行的安全性和稳定性，首选需要考虑的就是增强煤矿电气自动化控制系统的抗干扰能力。煤矿生产环境非常的复杂，使得煤矿电气自动化控制系统也会处于较为复杂的环境中，外界因素对于电气自动化控制系统的运行有着很深的影响，对于煤矿电气自动化控制系统的抗干扰性能也有着很高的需求。对于以往煤矿电气自动化控制系统的运行进行深入调查发现，电子脉冲对于系统芯片干扰，是导致煤矿电气自动化控制系统失灵的主要因素，可以将此内容作为提升煤矿电气自动化控制系统抗干扰能力的切入点。可以采取以下几种方式：在系统芯片的外表添加金属保护层，避免电磁对芯片的不良干扰，技术人员可以将金属质地的工作柜植入到PLC控制系统中。对于工作柜的外壳进行加固处理，使得工作柜与地面紧密的联系起来，保障煤矿电气自动化系统可以健康运行。在煤矿电气自动化控制系统中装置隔离变压器，从而提升系统的抗干扰能力。将中性点经过电容与地面进行良好的链接，利用1：1的隔离变压器。绕组间存在的电容是耦合形成的，也是对电气系统运行造成高频干扰的主要因素。对线路布置方案进行优化，使得线路布置能够满足电气自动化控制系统的实际需求。可以利用双绞线作为电气自动化控制系统中模拟限号的传输线，从而避免电缆造成的不良影响。要注重将强点动力线与弱电信号线相分离，使其二者不会相互干扰。

1.2 输出电路设计的优化

对于煤矿电气自动化控制系统的输出电路设计进行优化，需要依据煤炭生产企业煤炭能源生产的实际情况进行优化。因为在煤矿电气自动化控制系统中，所有的标志和指示灯都是由晶体管支撑的，必须要保障晶体管能够适应高频性的工作状态。本文以煤炭生产企业水泵机房具有的电气自动化控制系统为例，电气自动化控制系统在正常运行的状态下，输出频率为一分钟六次，这种频率应用继电器就可以满足。这样的方式能够有效的简化电路构成，将提升电气自动化控制系统的抗干扰性能作为基础。对输出电路设计进行优化的过程中，必须要注重对系统芯片的保护，避免不良电流产生烧毁系统芯片。相关技术人员可以将二极管续接在输出电路上，对于系统中存在的不良电流进行吸收。

1.3 输入电路的优化设计

想要对煤矿电气自动化控制系统的输入电路进行优化，需要对电气自动化控制系统的正常运行进行深入分析，掌握PLC系统运行的电压取值范围。对于我国众多煤矿企业电气自动化控制系统进行调查了解，85V～240V是PLC自动化控制系统的电压取值范围，需要在输入电路中增加净化电源的设备。现阶段我国供电网络运行中存在很多不稳定的因素，煤矿生产区域环境较为复杂，滤波器可以说是应用最为广泛的电源净化设计[2]。

2 煤矿电气自动化控制系统中软件模块优化设计

2.1 程序结构设计的优化策略

对于煤炭生产企业的实际生产情况进行分析，对于程序结构的优化设计，不仅需要立足于原有的电气自动化控制系统，对各项功能进行调整和扩展，还需要根据煤炭生产企业的发展趋势，以及煤矿生产技术的发展对电气自动化控制系统的功能进行补充。相关设计人员在对软件模块进行优化设计时，需要深入到煤炭生产企业的工作现场，了解各个电气自动化控制模块的实际工作情况，对各个子模块进行科学、合理的调试。将所有的子模块调试完成后，再将众多子模块汇总成整体的软件程序，使得煤矿生产各个环节的工作更加协调[3]。

2.2 程序过程设计的优化

对于程序过程设计进行优化，主要就是在于I/O接口的配置。相关技术人员需要集中编制煤矿电气自动化控制系统向对应的I/O信号，一定要遵守按需分配的原则，这样的优化方式对于煤矿电气自动化控制系统的维护修理工作开展，有着积极的促进作用。技术人员需要明确的是，在编号的过程中还需要考虑计数器和定时器，任何一个细小的环节都要考虑到。技术人员要尽可能的简化PLC自动化控制系统的结构设计，缩减内存空间占据，降低扫描花费的时间。

3 结语

煤矿电气自动化控制系统对于保障煤矿生产效率，以及煤矿生产的安全性有着直接性的影响。想要促进我国煤矿生产企业实现可持续发展，就必须要不断地加强煤矿电气自动化控制系统的优化。增强系统运行的抗干扰能力，对输入电路和输出电路进行优化，并且强化软件模块的优化，使得电气自动化控制系统运行更加稳定、可靠。

参考文献：

[1]彭里.电气自动化在我国煤矿的发展现状及未来展望[J].科学之友，2011（17）：98.

[2]刘超.电气自动化控制系统之设计思路探析[J].神州，2013（6）：48.

煤矿电气自动化控制 篇4

关键词：煤矿,电气自动化,控制系统,应用优化

随着社会经济的快速发展, 现代化的煤矿生产一直追求着更高的效率与安全性, 这就需要大量的数字化数据与相应的控制装置。例如:矿井水泵的开合控制、针对通风状态的测量以及针对瓦斯含量的检测等。由于以PLC为基础的嵌入式系统可良好地适应多种严酷的作业条件要求, 当前该技术已经成为电气控制系统实现自动化运行的重要方法, 具有显著的高效性与便捷性。为了减少煤矿电气自动化控制系统的建设成本, 加强控制系统的稳定性及实现更多功能, 在建设煤矿电气自动化控制系统时, 如何科学地进行优化设计应当是一个十分重要的问题。

1 煤矿电气自动化控制系统中的设备选型的优化

目前市场中的PLC产品的种类与数量都非常多, 按厂商进行分类, 有西门子、欧姆龙、LG及三菱、研华、富士、松下、研祥、通用电气、合力时等等。设备品牌、型号的差别对系统优化设计方案的制定具有直接影响。因此, 在实际工作中进行设备选型时应从以下几方面进行考虑:

1.1 以系统规模为依据选择设备。控制系统自身的规模直接受煤矿生产实际情况的影响, 进而决定了系统设计的规模及优化过程中所选择的PLC设备。以西门子设备为例, 若仅仅需要针对瓦斯含量进行检测与控制, 可选择西门子S7-100等小型PLC。当系统控制内容需要对矿井水位情况进行监测, 并将其作为水泵机房运行依据, 应选择中等规模且具有闭环控制、复杂逻辑控制的PLC系统, 所以应当选择西门子S7-300等PLC。当控制系统需要实现对井下作业人员的工作及安全、瓦斯浓度等指标进行监控, 就应当选择则具备数据通信、智能检测以及控制的大型PLC系统, 此时可选择西门子S7-400型号。

1.2 I/O点设置数量及选择类型的确定。以控制系统运行过程中所要实现的具体功能及控制对象的实际情况为依据, 对设备的输入、输出点的设置数量及类型进行选择。对系统软、硬件余量进行确定时应以系统控制的总体容量为依据, 确保容量充分利用且坚持节约原则。此外, 控制系统中电气设备类型的选择及其输出功率、频率的确定应以煤矿作业中供电实际需求为参考, 输出端包括继电器、晶体管以及品闸管等。

1.3 合理、科学编程工具的确定。当前应用范围较广的控制系统中, 通常以手持编程器、PLC软件包以及图形编程器作为主要的编程工具。其中手持编程器较多针对于微型、小规模的PLC编程, 且运行效率有限;利用图形编程器进行编程时通常采取梯形图, 主要用于中型PLC编程。计算机加PLC软件包编程一般用于大型PLC系统编程, 其效率最高。然而这种方式的成本较高, 且不利于现场调试。因此, 为了加强煤矿电气自动化控制系统的运行效率, 应以控制系统实际情况为导向合理、科学地选择编程工具。

2 煤矿电气自动化控制系统中整体构架的优化

2.1 硬件方面

2.1.1 输入电路的优化设计。在针对输入电路进行设计优化时, 虽然PLC的供电电源通常具有宽幅适用性, 处于AC85V~240V。然而, 由于井下作业环境及条件较为艰苦且会对电气供电系统的可靠性、稳定性造成不利影响。通过将电源净化元件 (电源滤波器、隔离变压器等) 设置在输入电路中可以发挥抗干扰的作用, 且对保障控制系统的整体稳定性、可靠性及安全性具有很大作用。利用具有双隔离技术的隔离变压器, 可以实现利用初级电气中性点让电路变压器初级、次级线圈屏蔽层接地, 进而实现降低电流脉冲干扰的目的。此外, 以DC 24V作为PLC的输入电源并按照其容量调整负载, 并进行全面的防短路操作。这样有助于加强煤矿整体的电气自动化控制系统的稳定性。

2.1.2 输出电路的优化设计。在针对输出电路进行设计优化时, 应当按照煤矿生产的具体要求需求, 针对各类调速装置等电路进行优化。由于晶体管具有高频高效的优势, 能够有效加快响应速度, 因此, 应将其作为主要考虑对象。如, 电气系统在对水泵机房进行控制时, 要求PLC系统应达到>6次/分钟的输出效率, 因此继电器更加适合, 不仅可保证简化电路, 同时也具备较强的抗干扰及负载能力。当电路切断时, 电路中浪涌电流可能会对PLC输出带电磁线圈等造成影响, 从而导致其芯片被损坏。因此, 应以续流二极管并接电路盘的方式实现吸收浪涌电流、保护芯片的作用。

2.2 软件方面

2.2.1 优化结构。优化系统软件结构的过程中主要包括模块化、程序化两种优化方式。煤矿作业实际情况直接影响着软件程序的调整与设计, 因此, 模块化方式更加有助于后期进行功能拓展。首先需要把控制系统的控制目标划分为有着不同子任务的模块, 再分别进行调试, 最后组合形成完整的系统。模块化的结构设计, 可更加便捷地进行后期修改。

2.2.2 优化程序。优化程序的重点在于优化I/O的分配。应坚持“按需分配”的基本原则并结合控制系统的要求, 以集中化形式对输入、输出信号进行编制, 达到优化系统及提高运行效率的目的。同时, 应统一对系统中的定时器、计数器进行编号, 以加强控制系统的稳定性。在系统程序中大量使用的中间标志位与内部继电器也需要统一编号后在分配地址, 然后需要列出I/O分配表、中间标志位以及内部继电器分配表。

结语

社会经济发展速度的不断加快以及现代高新技术的不断开发, 电子技术、信息技术及通信技术等在诸多领域中发挥着重要作用。煤矿电气控制系统中也开始引用自动化技术及设备, 通过从系统设备、构架等方面进行优化设计, 从而实现提高生产安全性、效率、管理质量及经济效益的目的。然而, 煤矿电气自动化控制系统的建设途径多种多样, 各种方式的建设成本与工作效率却存在着一定的差异, 为开展科学、有效的优化设计工作, 应当进行反复的设计与实践。

参考文献

[1]刘丽.煤矿电气自动化控制系统的优化设计[J].煤炭技术, 2013, 32 (08) :93-95.

煤矿机械设备电气自动化技术应用 篇5

【摘要】自动化技術是人类科学技术进步的重要体现，也是推动社会科学技术进一步发展的重要条件，在煤矿生产中引入电气自动化技术不仅有利于提高煤矿开采效率，而且有利于保障煤矿生产安全。本文主要阐述和分析了煤矿生产中不同机械电气自动化技术的应用情况及发展趋势，希望能够为煤矿生产企业更加科学、合理地应用电气自动化技术提供参考。

【关键词】煤矿生产；电气自动化技术；机械设备；应用

煤矿生产的作业环境十分艰苦、恶劣，特别是矿井下地质及其复杂，生产中用到的机械设备种类多，整体上自动化水平不高，使得实际生产效率及生产安全受到严重影响。随着自动化技术在国内不断推广和普及，我国工矿企业中自动化技术的应用范围日趋扩大，且自动化控制精度不断提高，自动化控制开始朝着智能化方向发展，为工矿企业的可持续发展创造了十分有利的条件。

一、采掘机械设备的电气自动化

目前，国内外工矿企业在生产过程中应用的采掘机械设备已经慢慢实现了电牵引，其装机容量也要明显大于传统牵引方式，特别是横向布置式多电机驱动开始投入使用，为煤矿生产创造了很大的便利。从煤矿行业来看，采煤机总装机功率基本都达到了1000KW，部分甚至达到了1500kw，同时牵引电机功率在2*50kw左右，牵引速度最高可达到30m/min。其中，交流电牵引式采煤机的采煤效率较高，其抗污能力好，后期维护比较方便，因此备受煤矿企业青睐。采掘机械的控制技术是建立在计算机技术基础上的综合运用多种互感器来进行工况监测和故障诊断的自动化系统，体现了现代高效率、大功率采煤机械的特征。

同国外自动化控制技术相比，我国煤矿企业中应用的采掘机械设备的自动化技术水平仍然较低，采煤机的牵引方式、调速方式多为液压牵引，采煤机械的最大装机功率液压牵引为800kw，电牵引为830kw。国内电牵引的应用较晚，目前，MG3344-PWD是唯一投入应用的国产电牵引式采煤机，交流电牵引式采煤机的核心电控部分仍需从国外引进。在国内，上海及西安等城市相继研制出了电牵引采煤机，部分机械已经投产。刮板运输机的运输效率仍然比较低下，连接强度不高，输煤量少。综采设备的电气自动化控制程度不高，在控制和检测方面有很多不足，缺少必要的故障诊断功能。同时微机控制还未达到推广水平，微型计算机自动控制掘进机处在初步应用阶段，仍落后于采煤先进国家。

二、运输提升机械的电气自动化

自上个世纪80年代起，我国煤矿生产规模不断扩大，产量也急剧增加，胶带运输设备开始在大中型煤矿企业的日常生产中投入使用，在此期间，胶带运输控制系统开始研发，取得了较快发展。计算机及PLC技术的发展，使得DCS结构可以有效地连接安全生产控制系统，充分满足了地面监控的需要。除此以外，部分高等院校研发的胶带机数字化直流调速系统也开始在煤矿生产中投入使用，其应用效果十分显著。而且大量的应用实践表明，计算机结合工业电视胶带监控系统的推出和使用，也能够大幅度提高煤矿运输效率。但是胶带自动化依然存在部分保护未过关的问题。我国目前应用的运输提升机以交流提升为主，主要通过转子串电阻方法进行调速，除了极少数大型矿井应用PLC控制以外，很多矿井仍然沿用继电器与接触器进行控制。

改革开放后，国内引进SCR-D型号的直流数字化控制提升机约30台，国产SCR-D提升机主要按照其模拟线路进行控制。在此期间，微机与PLC联合监测与采集数据的SCR-D提升机大量投入使用。最近几年，建立在计算机技术基础上的提升机电气保护装置有了飞速发展，在很大程度上提高了提升机的运行安全性。同时随着电力电子器件行业的迅猛发展，一些高效率、高频率斩波器相继投入使用，极大地提高了运输提升机械设备的自动化控制精度。现阶段，在很多采煤国家中，以PLC作为控制核心的提升机电气自动化技术日臻成熟，通过PLC技术能够实现安全回路全面监测、提升工艺控制以及同路行程控制等多个功能，实现了提升机产品标准化，与此同时，一些煤矿企业将双线回路推广应用于全部安全部件中，在安全监控回路中引入冗余技术，基本达到了全微机监控的效果，有利于维持提升机安全、高效运行，其中，故障诊断装置中采用微机这一核心技术，进一步提高了自动化程度。

三、胶带运输机控制系统

在集中控制系统中，PLC是控制核心，用户界面主要包括控制软件和工业监测，由此主控制站具备了如下联锁功能。首先，在地面生产系统与主皮带机之间设置了连锁功能，能够保证在出现事故时不紧急停车。其次，同时具备了单机、手动、集控及检修等多种工作模式；再次，上位机监测能够显示电流、胶带速度、过煤量等数据，也能够反映堆煤、打滑、跑偏以及烟雾等故障现象，通过故障警示及自动语音报警形式提示。最后，电控装置与CST、变频器、电软启动装置等相互配合，能够对胶带输送机的传输速度进行控制，可实现软停车和皮带机软启动，在很大程度上满足了重载启动及平稳加速启动要求。

四、安全监控控制系统

近年来，我国从国外引进了一批安全监控系统和相关的制造技术，同时也自主研发和推出了类似于AVI、KJ2、TF200和K195等安全监控系统，多属于DCS系统，这类系统的计算机应用水平和结构逐渐达到了国际中上游标准，发展潜力巨大。在国内煤矿生产中，很多大规模煤矿企业已经应用了监控系统，如断电仪、瓦斯遥测仪、自动喷雾装置及风电闭锁装置等相继投入使用，基本满足了工矿企业安全生产的需要。但是由于与自动监控系统相配套的传感器类别少，质量不高，如使用寿命短、运行不稳定及维护困难等，部分安全监控系统的可靠程度不高，整体利用率低下。这就需要在今后的自动化技术研究中，利用科学技术，加大传感器的开发力度，不断提高系统的安全性和稳定性。

综上所述，现阶段，电气自动化技术在煤矿生产领域中的应用范围越来越广，极大地提高了煤矿生产效率，使得煤矿生产得以顺利开展。但需要认识到的是，目前我国煤矿机械的电气自动化水平仍然不高，在自动化控制精度及效果方面仍有不足，相信在科技水平不断发展的背景下，我国的煤矿机械电气自动化水平将进一步提升，并为煤矿企业安全、高效生产创造更加有利的条件。

参考文献

[1]高旭芬.探析煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].技术与市场，2015，08：118+120.

[2]李海涛.煤矿机械设备电气自动化的技术应用[J].机械管理开发，2015，08：94-96.

煤矿电气自动化控制 篇6

关键词：单片机,煤矿,自动化

随着科学技术的不断发展, 很多行业都对管理设备进行了更新。在煤炭开采业中开采方式也得到了很大的变革, 运用高科技的单片机对煤炭的电气自动化进行控制对于我国经济的发展具有很重要的意义。通过对单片机的研究我们知道, 该技术可以有效的提高开采的效率并能够使得整个开采过程的耗能减少, 降低了对煤炭资源的浪费, 以及对环境的破坏, 使得我国的煤炭开采水平大大的提高了, 同时也达到了一定的环保作用, 所以该技术已经成为促进我国煤炭行业发展的重要方式。

1 单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用

1.1 风机管理自动化应用

在我国的煤炭开采当中, 对煤炭的开采安全性要特别注意, 因为在进行煤矿开采中, 工作人员会深入矿井中, 矿井中的氧气比较少, 而且内部还充满了很多的粉尘, 这些都对人体造成了很大的伤害, 为了保证开采人员的生命安全就必须要保证整个开采过程的安全性, 使得开采井的内部有足够的空气供采矿人员的呼吸, 所以采矿单位一般都采取了井内空气置换法, 这种方式可以利用风力对空气进行置换, 但是对电能的消耗也比较多, 所以采用单片机可以有效的降低对电能的消耗, 使得整个开采的过程更安全, 更有效, 促进了我国煤炭事业的发展。

所以我们知道单片机以其独特的优势在我国采矿业中得到了应用, 单片机是随着科技的发展不断完善的, 在用于煤矿电气自动化中, 采用了网络计算机的控制技术, 通过具体的程序和代码的编辑有效的促进了我国煤炭行业的发展, 并从根本上解决了我国煤炭开采效率低的问题, 科技是第一生产力, 只有把科学技术运用到实际的煤炭开采中去, 才能提高我国煤炭开采的质量和数量, 才能从根本上提高我国的经济水平。通过对单片机的了解我们知道, 该设备是一种应用于电气自动化系统的产品, 对煤炭开采的自动化进行了有效的支持, 保证了煤炭开采的节能性、低消耗以及高产出的结果。所以单片机在煤炭电气自动化的应用中发挥了非常大的作用, 并为我国的经济发展提供了有效的保证。

1.2 矿井提升机电气自动化控制应用

在煤炭开采的过程中对交流电的使用是比较普遍的, 交流电可以有效的提高开采的效率, 使得开采设备的运行更灵活更快速, 提高了整个开采的效率, 但是其对电能的消耗也是比较大, 因为交流电的布置比较复杂, 相对其他的电路来说更容易发生一些安全的问题, 如果对交流电的设置不正确就很可能会损害机器, 造成很大的经济损失, 所以为了对此类的情况进行避免一定要采取单片机技术。主要是利用其自设的科技手段, 在煤炭电气自动化中的控制作用可以对交流电的电流进行很好的控制, 并可以有效的减轻电流产生的压力, 使其电流和电压维持在一个良好的范围内, 这样不但保证了开采的效率, 更提高了我国煤炭开采的安全性, 能够对开采的设备进行有效的保护, 降低了机器的损耗, 同时也降低了对电能的浪费, 有效的提高了我国的经济发展水平。所以我国的煤炭企业在对煤矿进行开采的同时, 要注意对单片机的运用, 控制交流电所产生的问题和故障, 并利用单片机的智能性进行有效的控制, 使得整个开采的过程处于一个良好的环境内, 在一个可控的的范围内。

1.3 井下监控系统的电气自动化应用

开采人员在对煤矿进行开采的过程中要注意对设备的测量, 并严格按照开采的具体程序进行合理的开采, 要对开采的过程进行监控, 防止在开采的过程中因为一些气体的燃烧造成爆炸的现象, 这一点开采人员要注意, 否则就会造成重大的人员伤亡。

所以为了降低这种不安全的因素, 就要对矿区的开采过程进行监控, 密切注意矿井内气体浓度的变化, 并对气体进行化验。运用单片机可以有效的提高煤矿自动化, 使得整个煤矿处于一个科学的监控之中, 单片机可以通过对矿井的勘测, 了解到矿井中的含有成分和危险的气体, 并对这些成分和气体进行有效的识别和判断, 在气体达到一定的浓度以后, 就会通知煤矿的总系统设备, 这样就可以有效的防止爆炸问题的出现。所以在煤矿电气自动化的控制中采用单片机的方式可以提高煤矿开采的安全性, 并为煤矿人员提供了安全保障, 使得矿区的开采工作更加的科技化、智能化, 更具有不可比拟的安全性。

1.4 自动化调高系统的滚筒采煤机

可以在线测量采煤机驱动电机的电子电流, 并实时计算出负荷变化情况的自动调高系统是单片机组成的。它延长了采煤机的使用寿命, 减少了采煤机驱动电机被烧毁的可能性, 因为采煤机在开采的过程中需要根据煤层的厚度进行调整, 而以前的采煤工人人工调核并不能准确的把握住上顶煤的岩石。采用自动调高系统的滚筒采煤机很好的解决了这个问题, 因为岩石和煤炭在遇到采用这种系统的采煤机驱动电机的定子电流时产生了负荷不同, 所以可以根据电子流的增加和减少判断是否应该调整采煤机的高度避开岩石, 从而延长采煤机的寿命。

1.5 自动化电源控制

为了防止因为触电造成的人身伤亡, 保证煤矿井下的安全供电, 煤矿采取了三大保护措施, 其中之一就是低压漏电保护。目前, 我国采用的检漏设备大部分都是采用的分立元件, 虽然线路排布略有不同, 但基本原理都是一样的, 都是利用总的电源开关运行继电器把绝缘电阻下降到整定值的电源切断, 或者电容电流被进行补偿进行电源切断, 因而失误频繁, 可靠性极低, 尤其当带负荷合闸时, 失误很难控制。具备逻辑判断功能的单片机不会出现这种情况, 它是随着合闸的关闭而自动关闭检漏系统, 只在处于稳定状态的线路下进行检漏, 因此很好的解决了整个问题。另外, 以前的漏电保护装置因为需要的操作时间长, 电流大, 不能很好的避免工人触电身亡。单片机的漏电保护因为逻辑的判断功能和高精度的算术运算功能, 因此具有固定不变的工作电阻值和良好的选择性。这主要是因为它组合了零序电流的方向和附加直流电源, 既具备了利用零序电流的方向实现漏电保护的选择性, 又有附加直流电源检测对电网的绝缘, 这样可以预防停电范围的扩大。

1.6 井下电机车调度系统的自动化

对全矿井下电机车进行统一调度, 防止出现运输事故, 保证安全生产的系统就是井下电机车调度系统, 又称作井下“信、集、闭”。它具备如下功能:全盘调度井底电机车;岔道口的信号灯指示;跟踪各电机车在钢轨上的实际位置, 盘上显示模拟显示;自动移位道岔等。这些均由软件实现, 灵活性很大, 功能增强, 控制装置体积小, 由可编程序控制器实现的井下电机车调度系统, 可以大大简化控制线路, 是今后发展的方向。

2 抗干扰的单片机设计

设备多且功率大、粉尘多且潮湿的恶劣煤矿工作环境产生的干扰信号较强。在此环境下, 为了保证单片机能够安全可靠的工作, 必须对其进行抗干扰设计。在对单片机进行抗于扰设计中, 分别采用了软件和硬件来实现。

3 结论

随着单片机技术的成熟、在煤矿中的实用性以及广大科技工作者的不断创新, 它的体积越来越小, 成本越来越低, 但功能却日益强大, 日渐被人们接受认可。在实际应用中, 保证了煤矿的安全生产, 促进生产效率提高, 因而实现了电气自动化管理的单片机受到了人们的广泛赞誉。

参考文献

[1]包风晓.浅谈单片机在煤矿中的应用[J].中小企业管理与科技, 2009 (34) :193.

[2]李力欣.AT89C2051单片机在煤矿中的应用[J].电气自动化, 1998 (2) :36-37.

煤矿电气自动化控制 篇7

煤矿活动抱索器架空乘人装置 (以下简称乘人装置) 是煤矿井下辅助运输设备, 主要是运送人员上下斜巷或平巷之用。它主要由驱动装置、托绳装置、乘人器、迂回轮装置、张紧装置、安全保护装置及电控装置等组成, 具有安全保护齐全、运行安全可靠、人员上下方便、无需等待随到随行、操作简单、维修方便、动力消耗小、输送效率高、一次性投资低等特点, 是一种新型的现代化煤矿井下人员输送设备。

1 机械部分

1.1 架空乘人装置是通过电动机带动减速机构上的驱动轮, 摩擦传动架空线路上的脱、压绳轮的钢丝绳, 由钢丝绳带动其上的吊椅在驱动轮和尾轮之间作运动。驱动装置主要由电动机、减速机、制动器、驱动轮、机架及电器控制部分所组成;采用SEW减速机, 该减速机的特点是:免维护、噪音小、体积小功率大、温升小、性价比高等。

1.2 架空乘人装置钢丝绳选用线接触右同向捻带纤维芯的镀锌股式结构钢丝绳;编接接头的长度, 不得小于钢丝绳直径的1000倍。

1.3 抱索器是架空乘人装置的重要部件, 活动抱索器利用橡胶衬块与无油镀锌钢丝绳之间的静态摩擦力固定在钢丝绳上, 抱索器的抗滑力不得小于吊椅总重力 (吊椅自重力+有效载荷) 或线路最大坡度沿运载钢丝绳切线方向的分力三倍;活动抱索器利用利用静摩擦力的作用, 延长了钢丝绳的使用寿命, 与固定抱索器相比, 省去了移动抱索器夹的工作;相对更能保证乘坐人员的安全。

2 电气控制及信号系统

2.1 电控系统可实现的功能概述。本控制系统采用日本三菱FX2N系列PLC技术, 实现可编程控制;启动前预警信号、开车、停车按设定程序自动控制;可实现与外部设备电气互锁;可实现架空乘人装置沿线拉停车;可实现架空乘人装置欠速、过速保护;可实现电机失压、短路、断相、过载保护;可实现掉绳脱槽保护;可实现重锤落地保护;可实现越站保护;可实现减速机油位极限保护报警;可实现减速机油温报警;可实现下车点安全语言提示。

2.2 显示窗功能信号箱触摸屏显示“失压”、“过速保护”、“欠速保护”、“掉绳保护”、“重锤下限”、“全程急停”、“减速机油温超限”等故障显示。在操作台触摸屏上有“变频器故障复位”、“连续运行”、“间断运行”、“延时记忆”、“急停/禁启”、“故障复位”、“运行/调试”、“运行速度选择”、“画面切换”等十个功能按钮和开关。

2.3 三种运行方式, 即“连续”、“间断”、“调试”, 并在显示窗上显示所选。 (1) 连续运行方式。系统在启动后, 将24小时不停地运行, 此状态适用于人员流动较大的矿井, 窗口显示“连续运行”, 系统运行画面。如果配置了无人值守功能, 当有人坐上吊椅时, 通过上车站检测传感器发出猴车启动信号, 系统将按正常启动程序自动启动猴车, 实现无人值守的启动模式。 (2) 断续运行方式。此运行方式是一种节能的运行方式, 将以程序内部设定的时间 (如10分钟) 限时运行。启动后计时器开始计时, 当有上人检测信号时, 时间将返回到原来的数值并重新计时, 即时间记忆刷新, 当剩余时间为0时系统将自动停机。 (3) 调试/运行。当检测开关打到调试状态时电控装置的控制回路就会屏蔽掉安全保护功能, 只有架空乘人装置的沿线急停保护可以正常使用。当检测开关打到运行状态时电控装置控制回路的各种保护就可以正常使用了。

2.4 停止。在系统运行的任何状态下, 按下“停止”按钮, 制动电机自动停机制动抱闸, 乘人装置电机自动停止。同时轮边制动器的油泵和抱闸电磁阀通电启动, 钳型闸抱闸制动, 同时轮边制动器行程开关恢复原状, 为下次启动运行做准备。

2.5 急停、禁启。此按钮具有电控闭锁功能, 在系统进入待机状态时, 按下此按钮后, 按钮自锁, 此时不管是机头还是机尾的启动按钮都将不能启动系统运行, 即系统处于“禁启”状态, 同时窗口显示“急停、禁启”, 将此按钮往顺时针方向旋转, 按钮将自动回位, 回位并按下一次“故障复位”按钮后, “禁启”消除。

2.6 故障复位。当故障处理后, 按下此按钮, 将程控机内的故障闭锁清除, 系统回到待机状态。

3 安全保护

3.1 机头、机尾设置了静态上下车装置, 乘车人员在吊椅处于静态的状态下乘坐, 通过检测系统控制乘坐人员的乘人间距, 乘人间距达到15米后, 检测装置提示灯亮后, 乘坐人员按下开关按钮, 利用人体的重力作用带动活动抱索器上的滑轮在吊椅存储装置中自动滑入正在运转的钢丝绳上;乘车人员到达机尾后, 吊椅在钢丝绳惯性力的带动下进入静态下车装置, 利用活动抱索器的滑轮人员进入吊椅存储装置;乘坐人员在吊椅处于静止的状态下乘坐, 从而保证了乘车人员的安全。

3.2 过速、欠速保护由GSH1500转速传感器和支架组成, 当系统运行中速度传感器检测到的运行速度低于设定速度的20%时或超过设定的速度的10%时, 控制系统接受信号, 自动将控制系统停止运行, 并发出故障报警声, 同时显示窗口显示相应的“欠速保护”或“过速保护”, 从而避免飞车时对乘坐人员造成的伤害和打滑时对设备造成的损坏。

3.3 重锤下限位保护由GEJ30型矿用本安跑偏开关和准3mm的塑套钢丝绳相联, 当重锤因牵引钢丝绳的伸长而下降, 下降的重锤牵引准3mm的塑套钢丝绳, 拉动GEJ30型矿用本安跑偏开关, 使GEJ30型矿用本安跑偏开关的触电闭合, 给控制系统一个限位信号, 控制系统将会自动停止运行, 并发出故障报警。同时显示窗口将显示相应的“重锤下限位”, 从而避免了因重锤落地而造成的牵引钢丝绳无张紧力而打滑的现象。

3.4 上变坡点掉绳保护由矿用本安型跑偏开关和支架组成, 由于钢丝绳的张紧力不够或托压绳轮的安装的中心偏离, 以及托压绳轮的轮衬磨损未及时调整时, 都会导致牵引钢丝绳从托绳轮上往下掉落, 此时, 安装在上变坡点的捕绳器会自动捕绳, 从而避免了牵引钢丝绳的脱落而造成的人身伤害, 同时掉绳保护开关给控制系统一个信号, 乘人装置自动停机。

3.5 全程急停保护由GEJ30本安型跑偏开关钢丝绳及吊架和MKVVR型16×0.75本安型通讯电缆组成, 安装在乘人装置沿线两钢丝绳中间的吊桶斜拉金具上, 距地面高度为1.2m;紧急停车的开关装置安装间距应不大于50m, 并与直径为准3mm的塑套钢丝绳相联, 在沿线的任意一个地方只要拉动该钢丝绳, 相应最近的急停拉线开关将给系统一个急停信号, 控制系统将自动停止运行, 并发出故障报警, 同时显示窗将显示“多少号急停”。

4 结束语

煤矿架空乘人装置以PLC编程自控为核心, 实现了简化操作, 自动化控制程度高, 具有延时自动停车等功能, 节约了电能减少了设备磨损, 延长使用寿命, 降低设备运行成本, 提高了经济效益。

摘要：架空乘人装置 (在煤矿里简称猴车) 是一种新型的采用PLC可编程序控制的矿井斜巷或平巷辅助运输设备, 该装置具有运行安全可靠、人员上下方便、随到随行、不需等待、一次性投入低、动力消耗小、操作简单、便于维护、工作人员少和运送效率高等特点。

关键词：架空乘人装置,PLC控制,安全可靠

参考文献

[1]架空索道工程技术规范 (GBJ127-89) .

[2]栾振辉, 廖玲利.煤矿机械PLC控制技术[M].化学工业出版社, 2008.

电气自动化技术在煤矿的应用分析 篇8

1 电气自动化技术的内涵以及发展分析

1.1 电气自动化技术的内涵分析

电气自动化技术是当前工业化生产中的重要应用技术, 是信息技术时代发展下电气信息领域中的一个分支。在煤炭资源的需求加大情况下, 加强技术的优化使其能够将生产效率充分发挥就有着积极作用。电气自动化这一技术的诞生时间不是很长, 但是在短短的时间中就有着很大程度的发展, 在当前的应用涉及到的领域已经非常广泛。电气自动化技术在高新技术的产业发展中也占据着重要的地位。在具体的应用过程中主要是通过对仪器仪表的应用和计算机信息技术的应用等, 进而来对工业生产实施的监测和改善控制。从电气自动化的技术内容层面来看, 就主要有自动化的软件以及系统和硬件几个重要部分。

1.2 电气自动化技术的发展分析

电气自动化这一技术的发展也是经历了几个重要时期, 在实际的应用过程中就对生产效率有了很大程度的提升。故此电气自动化技术在应用中也有了相应的发展, 在操控的精密性以及智能化的程度上已经愈来愈高, 而在自动化技术的发展趋势层面, 也开始呈现出集成化以及知识密集化等趋势。

电气自动化的技术核心是对计算机技术以及传感器技术等技术的应用, 计算机技术和电气自动化技术的结合度也比较大, 特别是在当前的信息技术高速发展时代。计算机技术自身有着灵活性, 所以就能够在多个方面得到应用, 而在电气自动化的技术发展同时, 工业生产当中的一些机器设备等管理中, 对计算机技术的应用就能提升企业的经济效益。

2 煤矿生产中的采煤工艺和电气自动化技术的应用

2.1 煤矿生产中的采煤工艺分析

煤矿的生产过程中的采煤工艺的发展也在随之而发生着变化, 煤矿企业采煤中对各个环节的运行都是通过机械化技术的应用来提升生产效率的。特别是在采煤中的产量提升上有着显著的效果, 对大量的劳动力有了相应减少。我国的煤矿在当前还有一些是处在强度开采的发展中, 一些比较优质的煤层开始随着不合理的开采而逐渐的枯竭, 对综合性的采煤工艺加以应用能在安全性上得到保障, 以及在采煤的能力上有效提升。在这一过程中主要是对短壁综合机械化的应用, 这是对一些比较厚的煤层开采过程中进行应用的, 最为突出的特点就是实现综合上下端头快速的工作, 并能够在巷道当中实施机械化快速的挖掘。

除此之外, 还有对长壁综合机械化的应用, 这是对工作面有着一定长度进行实施割煤的时候进行应用的。再有就是对断肠壁综合开采机械化的应用, 也能够将煤矿的开采效率以及幅度得到有效提升。

2.2 煤矿生产中电气自动化技术的应用

将电气自动化技术在煤矿生产中加以应用是在多个层面进行应用的, 将电气自动化技术在煤矿机械中进行应用。考虑到机械运行的效率, 就要进行辅助设计优化改良的方案, 从而来促进机械运行的效率能够得到有效保持。例如在液压设备以及采煤机等方面可以在电气自动化的控制技术优化下在实际工作中加以应用, 这对采煤的自动化发展就能得到有效提升。

例如在对煤矿生产的液压系统方面, 通过电气自动化的控制技术就能对其控制状态得以稳定的保持。而在液压系统在煤矿生产中工作的时候, 系统就能够结合实际对煤矿的生产状态来提供合理化的控制, 对液压系统的良好运行的状态就能得到有效保持, 电气自动化的技术应用的逐渐成熟, 也能对其技术优势得到充分的发挥。

电气自动化技术在采煤的过程中进行应用的时候, 就有着层次性的要求, 主要是从厚向着薄处进行开采的。对于薄处的开采就相对比较复杂化, 而含炭量又比较高, 所以这就需要对电气自动化控制技术加以应用。在对薄处的煤矿开采过程中能够采用远程控制的方式, 对煤矿开采的全过程进行有效控制, 并能进行指令的发送, 这就促进了采煤的全程自动化的控制, 实现了人性化的发展目标。

将电气自动化技术在煤矿的运输过程中进行应用, 也能起到积极促进作用。在之前的煤矿的井下运输设备都是通过胶带进行运输, 能够将大量的煤炭从井下直接输送到地面, 胶带运输设备在运输监控系统方面也能积极发挥, 对运输的安全性以及效率提升有着保证。在之后的计算机技术以及DOS结构系统的应用下, 对煤矿的监控技术有了大幅度的提升, 新型的变频技术以及交频同步拖动调速系统的进一步发展也对煤矿生产技术的发展有着促进作用。电气自动化技术在煤矿生产中的应用推广, 对整个生产的效率提升起到了积极作用, 在今后的发展中, 随着技术的进步也会有更新的进展。

3 结语

总而言之, 电气自动化技术的应用在煤矿生产中作用的发挥比较重要, 建设高效的矿井煤炭生产发展系统, 就要将新的技术在实际生产中得到应用, 满足煤炭生产现代化的发展要求。此次主要从电气自动化技术及其发展进行了分析, 然后结合实际对其具体的应用进行了探究, 希望能够通过此次的理论研究, 有助于实际煤矿开采的效率提升。

参考文献

[1]张亮.煤矿电气自动化控制系统优化设计分析[J].内蒙古煤炭经济, 2015 (12) .

[2]吴頔.电气自动化在煤矿生产中的应用[J].科技展望, 2014 (09) .

[3]车振辉.电气自动化技术在煤矿生产中的价值和应用[J].科技风, 2015 (22) .

煤矿电气自动化对单片机的应用 篇9

1 漏电保护

在煤矿自动化的工作中, 防止出现漏电的发生是最为重要的一项保护措施, 能够有效的防止人员出现伤亡, 保证了工作环境的安全可靠, 因此在实际的应用中, 检漏设备的使用具有重要的作用, 传统的设备具有共同的原理, 主要是利用降低绝缘电阻值这一原理得以实现的。并且使用的过程中主要采用分立元件的方式, 这种情况下就会经常出现误动作的情况, 不但影响了实际的使用, 同时还会造成安全受到威胁, 不利于煤矿工作的开展。使用单片机对漏电保护装置进行有效的控制具有重要的意义, 因为其具有高精准的计算功能, 可以对电网的绝缘情况及时的检测, 防止漏电情况的发生。同时, 也可以提高装置的可靠性, 避免造成大范围的停电。

2 风机节能

在煤矿生产的环节, 风机是不能或缺的一项设备, 工作人员在煤矿下工作时, 都是风机为矿下提供新鲜的空气。一般情况下, 在煤矿运作的过程中也会对风机的性能具有严格的要求, 例如风速、风压等情况, 但是不同时间段对风机的要求也是不同的, 如果将风机的标准固定在一定的范围之内, 就会影响矿下工人的安全作业。使用单片机进行自动化的控制具有十分重要的作用, 在使用中, 将原有的恒速系统调整至调速系统的状态, 并且全程采用数字化的控制方式, 这样就能实现更加高效的应用。

3 变电所运行记录

将变电所的安全放在煤矿生产的工作中一点也不为过。因为变电所的安全情况直接影响到煤矿是否能够进行安全的生产, 针对这一问题, 传统变电所的数据记录都是由工作人员完成的, 定时进行记录并整理, 难免不会出现纰漏。我国正值发展的关键时期, 能源的使用十分紧张, 并且煤矿的用电量还相当大, 因此才对煤矿用电量限定了使用值, 采用智能电度表的形式可以实现这一目标, 智能电度表的控制就来源于单片机, 在实际应用的过程中, 可以按照时、天、月等不同的时间段对用电量进行有效的控制。在这一基础上, 采用现代化的记录方式, 将运行记录打印出来, 而不是人工操作的形式, 能够有效的提高工作中的效率, 更加高效的完成工作中的任务。通过打印的记录就能够直观的看出用电量最高的时间段, 高峰期出现在何时等一系列问题, 这样才能采取有效的手段进行解决。此外, 当用电量出现超负荷的情况是, 单片机在智能电度表的使用中还能够实现自动报警的功能, 以便工作人员能够在第一时间对使用情况进行有效的控制, 实现逐级上报, 各个生产部门采取有效的措施进行解决, 直到将超负荷的电压降低到标准值上, 在统一的指挥下, 采用智能电度表的方式可以有效的控制电量的使用以及电压的控制, 循序渐进的加强对煤矿生产的有效控制, 具有积极的影响。

4 井下环境的监控系统

工作人员正在煤矿下进行工作的过程中, 井内的环境对工作人员的安全具有重要的作用。些许的变化可能就会造成严重的安全事故, 因此要加强对井内环境的安全监控, 做到防患于未然。具有就会应用到单片机, 将其应用在监控系统中, 能够更加智能化的实现监控的目的。具体来说, 主要监控的内容包括井内瓦斯的浓度是否超标, 因为一旦瓦斯浓度超标, 遇到明火就会发生爆炸, 其后果是不堪设想的, 使得井内工作人员的安全受到严重的威胁。因此有必要对相关的数值进行检测, 保证井下作业的安全, 为工作人员提供一个更加合理的工作环境, 实现监控系统的科学利用。

5 提升机的技术改造

在我国, 目前约有90%以上的矿井提升机是用交流电动机拖动的, 而且几乎都是绕线式交流电动机转子串电阻的调速方法, 控制线路是以电流时间混合方式的控制线路, 这种混合控制线路在控制性能上虽然较单纯时间控制优越, 但在负载变动很大时, 启动特性仍不理想, 而且线路复杂, 辅助触点多, 调整较麻烦, 要求电流继电器有较高的返回系数。可以采用以单片机为核心的控制系统对上述系统进行技术改造, 由单片机系统实时地对速度、电流进行测量, 根据负载的不同以恒加速度启动为原则, 由单片机控制电阻的切除。这样, 可以使起动平稳, 避免了对机械系统的冲击过大, 省去了对电流继电器动作值的繁琐调整, 还可以排除在某一段电阻上停留的时间过长, 烧坏启动电阻。

6 井下电动机调度系统

井下电机车调度系统又称井下“信、集、闭”, 由它对全矿井下电机车进行统一调度, 防止出现运输事故, 保证安全生产。它包括以下功能:井底电机车的全盘调度;岔道口信号灯指示;各电机车在钢轨上实际位置跟踪, 并在模拟显示盘上显示;道岔的自动移位, 以及道岔密贴位置的监视;尾车自动监视。由可编程序控制器实现的井下电机车调度系统, 可以大大简化控制线路, 所有逻辑关系均由软件实现, 灵活性很大, 功能增强, 控制装置体积小, 是井下电机车调度系统的发展方向。

7 滚筒采煤机的自动调高系统

煤层的厚度在开采过程中是有一定变化的, 这就要求采煤机在开采过程中开采的高度应随煤层厚度的变化进行调整, 以往都是由采煤工人人工调整, 在开采上顶煤时, 经常遇到岩石, 这就大大减少了采煤机的寿命, 严重时可能烧坏采煤机驱动电机, 可以应用滚筒采煤机自动调高系统解决这个问题, 由单片机组成的这个系统在线连续测量采煤机驱动电机的定子电流, 由定子电流的值实时算出负荷的变化情况, 由于岩石比煤硬, 遇到岩石负荷增大, 因此电动机的低定子电流增加, 当增量大于某一个正值时, 单片机输出控制量使采煤机的高度自动调整, 绕过岩石。

8 结论

通过以上分析可以看出单片机在煤矿生产中大有应用价值, 它的推广有助于煤矿自动化水平的提高。

摘要：在煤矿电气自动化的发展过程中, 单片机具有功不可没的作用。单片机的功能在煤矿自动化的应用中得到更加广泛的关注。当前, 现代化的科学技术应用在电气设备的使用中, 使得在实际的工作中大大降低了人力工作的时间, 并且实现了现代化的对接, 能够在有效的时间内高效的完成工作。单片机是一种智能化的芯片, 在实际应用的过程中已经得到证实, 具有明显的应用价值, 本文对单片机在煤矿电气自动化中的应用进行探讨, 并针对当前存在的一些问题提出个人见解。

关键词：煤矿电气自动化,单片机,应用

参考文献

[1]崔丽江.煤矿电气自动化节能设计思路解析[J].山西煤炭管理干部学院学报, 2015 (03) .

[2]夏旭.基于煤矿安全监控系统的单片机应用技术课程改革研究[J].软件导刊, 2013 (08) .

电气自动化在现代化煤矿中的应用 篇10

关键词：现代化煤矿开采；电气自动化；开采设备；通风系统；排水系统；供电系统 文献标识码：A

中图分类号：TD64 文章编号：1009-2374（2015）14-0054-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.026

随着机械自动控制技术的成熟和完善，电气自动化技术在许多领域得到了大量的应用，极大地提高了生产水平。对现代煤矿行业而言，现代煤矿行业要提高生产效率，提高设备和人员操作的可靠性，必须将电气自动化技术应用于采煤工艺，规避传统采煤工艺带来的风险。而且从当前煤矿生产工艺来看，我国煤矿行业要向现代化煤矿转变，也必须利用电气自动化技术取代传统设备老化，解决综采工作面工作效率低下带来的问题。

1 电气自动化在通风系统中的应用

受煤矿生产条件和生产对象的影响，煤矿生产环境非常恶劣，生产环境存在大量有毒气体，通风系统在保障安全生产中发挥了至关重要的作用。基于煤矿通风系统的特点，基于电气自动化技术的通风自动化系统应采用分散、分层、冗余等方式进行设计方式。煤矿的通风自动化系统以光纤传输、以太环形网络、多机备用等主要技术为基础，以确保自动通风系统的可靠性。自动通风系统分别使用VC++和组态控制软件作为主站和分站的控制软件实现方式，以便更好地控制自动化通风系统。由于煤矿通风系统的特殊性要求，通风系统还应具备良好的自动控制功能、现场手动操作、报警、故障分析、数据处理等多项功能。

2 电气自动化在排水系统中的应用

排水系统与通风系统都属于煤矿安全保障体系的重要组成部分，将电气自动化技术应用于排水系统可极大地提升排水系统的性能，扩展排水系统的功能。根据煤矿排水系统的特点以及配矿排水系统的要求，基于电气自动化技术的排水系统应具备以下功能：

2.1 自动操作功能

在无人操作情况下，排水系统会根据系统程序设置要求或根据煤矿积水状况，自动实施开启或关闭水泵操作，科学合理地调度机械设备，优化排水系统工作方式，提高工作效率，提高矿井的安全度性。

2.2 自我保护功能

当排水系统处于负压、过载、超温或泄露等状态下运行时，排水系统会根据设备或系统运行问题自动提交设备安全运行备用预案，及时改变设备或系统运行状况，保证系统安全运转，从而实现安全生产。

2.3 数据传输功能

自动排水系统可将泵房的运行实时数据上传至地面指挥中心系统，以便指挥中心管理人员实时掌握泵房运行工况，再根据泵房运行工况向泵房发送相应的指令，达到远程有效控制排水的目的。

2.4 综合控制功能

自动排水系统不仅需要具地面远程控制功能，还需要具备手动控制、本地控制功能，以上三种功能缺一不可，否则都无法保证自动控制人工参与核准。

2.5 管理决策功能

排水系统应用自动化技术的表现形式为嵌入控制策略软件在排水系统中大量应用，嵌入控制策略软件可分析系统运行状态，根据系统运行情况制定针对性管理策略，保障排水系统的安全性，提高排水系统运行的效率和效果。

3 电气自动化在供电系统中的应用

将电气自动化技术应用于煤矿供电系统后，系统的主要组成部分为四个部分，综合保护器、地面集控中心、监控分站和传输通道。综合保护器通过测量分析供电线路和配电装置的运行状况，保障线路和设备稳定运行。测量和控制手段包括遥测、遥信、遥控和遥脉四种方式，遥测用于电流、电压和功率因素进行测量；遥信用于断路器以及其他保护动作的信号位置的测量；遥控是指对分闸和合闸进行远侧控制，修改其定值和投退保护。遥脉功能为通信，电度表远程通信和抄表。监控分站属于中间环节，连接地面集控中心和现场设备，将收集和转换现场设备信息。传输通道是通过以环网连接监控中心和变配电所，实现监控系统运行工况，提高网络的抗干扰性能，优化网络通道。地面控制中心主要承担监控和检测功能，并对各类数据、报表进行分析。

4 电气自动化在采煤机械中的应用

电气自动化应用于采煤机械后可有效改善采煤设备的技术水平，电气自动化在采煤机械中可以有很好的应用。如电气自动化应用于采煤机后，逐渐出现大功率滚筒式采煤机；将电气自动化应用于牵引系统后，牵引系统实现了从有链牵引向无链条电牵引的转变；将电气自动化应用于液压之后，液压支架从单一的掩护式支架转变为不同功能的两柱式液压支架类型。其中许多液压支架系统在发达国家均得到普遍应用，综采工作面的工作效率显著提升。电气自动化在液压支架系统上的应用在我国也有很好的应用，年产量超过400t的煤矿作业均采用液压支架电液控制系统。除采煤机、牵引系统以及液压支架外，许多采煤机械的提高都离不开电气自动化的发展及应用。

另外，应用电气自动化后，采煤技术的人性化特点更加明显。例如液压支架点电液控制系统可通过远程监控系统监控，掌握煤层的具体情况，以煤层具体情况为依据，改变采煤机操作方式。例如采煤机根据煤层的厚度、硬度变化情况，调整采煤机运行速度及受力点，极大地提高了采煤机采煤效率，促使综采工作面的工作效率迈向新的台阶。在近期进行的项目选型、调研工作，与科研单位在庞矿田实施，重点检测采煤机的故障诊断、故障预报、工矿在线检测、自动运行的控制系统、显示和传输系统等问题，逐步完善电气自动化在煤矿生产中的应用。最后，电气自动化在采煤机械中的應用可实现对采煤机械进行远程监控，提高采煤时的安全性。工作人员通过远程控制系统调整采煤设备运行参数，以适应采煤环境的需求，从而提高采煤效率。

5 结语

煤矿行业作为我国经济发展的重要支柱产业，煤矿行业的发展对我国经济发展有着根本的影响。我国煤矿要实现现代化煤矿建设目标，煤矿企业必须改造传统采煤技术，重视电气自动化技术在采煤系统中的应用，结合电气自动化技术的优点，改变传统电气设备落后的局面，提高开采工作的安全性，提高开采工作的效率，巩固我国经济发展的基础。

参考文献

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作者简介：徐刚（1987-），男，辽宁阜新人，中国神华能源股份有限公司神东分公司上湾煤矿助理工程师，研究方向：电气工程及其自动化。