煤矿井下电气自动化控制系统的应用及优化范例

煤矿井下电气自动化控制系统的应用及优化范例【导语】网友为您精心整理收集的“煤矿井下电气自动化控制系统的应用及优化范例”精品文档，供您参考阅读，希望对您有所帮助！喜欢就下载吧。1煤矿井下电气自动化控制系统的应用1.1在采煤机中的应用采煤机是煤矿开采过程中最为关键的机械设备之一，其安全性直接影响着整个采煤工作，因此，一般来说对采煤机工作人员的要求比其他设备高。目前来说，采煤机本身构造较为复杂，再加上其所处工作环境并不理想，一旦出现问题，则会影响到整条生产线。尽管目前高新技术的应用提升了煤矿开采的效率，但也带来了一些前所未有的潜在危险。电气自动化控制系统的引入，不仅可以及时监测采煤机在采煤过程中的状态，还可以解决一些隐患问题，从而消除一系列安全隐患，在保障安全的前提下提高产率[1]。采煤机电气自动化控制系统框图如图1所示。1.2在矿井提升机中的应用作为煤矿开采过程中一种关键的设备，矿井提升机一般来说工作环境较为复杂，也极易出现故障。电气自动化控制系统的引入，有效解决了这一大难题，使得矿井提升机的工作效率大大提升，并且极大地减少了耗电量，提升了煤矿企业的经济效益。1.3在皮带输送机中的应用皮带输送机在煤矿开采的过程中极为常见，但这种设备存在较大的弊端，即高电压、高功率，因此煤矿开采过程中经常出现因供电不足而导致皮带输送机工作不稳定的情况，严重时则会产生不可逆转的后果。因此，煤矿企业应当合理引入电气自动化控制系统，对电压和功率进行实时监控（见图2），尽可能排除对皮带输送机影响较大的一些因素。只有这样，才能及时发现、解决皮带输送机所出现的问题，有效提升皮带输送机运行的效率。1.4在流体负荷设备中的应用煤矿开采作业中所用的流体负荷设备一般包括风机、压机泵等。电气自动化控制系统的引入，使得工作人员对流体负荷设备的操控更加灵活，不仅可以保障设备处于正常工作状态，还可以大大降低煤矿开采过程中的能耗。1.5在井下环境监控中的应用以往开采工作中对井下环境的监控一般是工作人员定时使用设备进行人工监控，不能实时监测，很有可能造成一系列的安全事故，例如在第一次与第二次监控的间隔期，瓦斯浓度超标，发生爆炸，这不但给企业造成一定的经济损失，而且难以保障工作人员的安全。假如引入电气自动化控制系统，工作人员就可以进行实时监测，并对超过一定标准的参数进行报警，从而消除安全隐患，保障人员的生命安全。2煤矿井下电气自动化控制系统的2.1选型的优化当前来说，电气自动化控制系统根据其应用性能的不同有着许多种类，因此，煤矿企业应当根据具体情况来进行选型。a）应当对煤矿井下系统构造有一定的了解。各个矿井所处的环境是不同的，因此煤矿企业应当根据自身具体环境来选择合适的电气设备型号和自动化系统。比如中国目前主流的西门子PLC（ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器）系统，可根据具体需求分为很多种；再比如在环境较为复杂的矿井中，煤矿企业应当采用一些中型电气自动化控制设备，如SIEMENS-S7-300等。b）应当明确所采用的I/O点的种类。根据煤矿作业过程中设备所要求系统的复杂程度及具体需求，确定I/O点的种类和数量，确定好之后，以此为前提来确定具体的设备情况，再根据数量来确定软件和硬件的数量，避免设备被浪费，从而避免对电气自动化控制系统造成不利影响。c）编程工具的选择。中国煤矿企业当下所使用的编程工具众多，主要有手持型编程、图形编程和软件控制编程等几种类别[2]。这几种类别中手持型编程最为简单，这种编程类别由于其自身的预设程序是有限的，应用范围较窄，而且效率也比较低，通常需要人工控制，只可以满足小型设备的要求。图形编程相对于手持型编程来说更为直观，其采用的是简洁明了的梯形图，所以经常被应用于中型设备中。大型设备的控制程序一般采用的是软件控制编程，这种方式对使用者来说最为高效，但开发投资成本较高，并且软件开发难度较大。2.2软件的优化软件是电气自动化控制系统的关键部分，它的优化直接决定了电气自动化控制系统的工作效果。通常，煤矿企业应当根据硬件对软件进行同步优化。a）结构方面的优化。PLC系统的开发一般分为模组开发和程序开发，应当根据实际生产情况对PLC系统进行实时调整，从而选择最优。（a）可以根据不同的任务需求将PLC系统划分为多个模块，对每一个模块进行针对性调整，然后再将其叠加形成完整的程序控制；（b）需要结合煤矿生产线的具体运行情况对电气自动化控制系统进行实时调整，从而有效提高煤矿生产效率，使得设备运行稳定。b）对程序开发的过程进行优化。应当把I/O节点的优化放在关键位置，分配节点时应当根据矿井中生产线的具体情况进行合理调整，这样不仅可以集中对单个节点进行控制，还有利于后期设备维护工作的进行[3]。2.3硬件的优化硬件方面的优化是煤矿生产中PLC系统优化的核心内容，硬件的结构组成是保障PLC系统安全稳定运行的基础。所以企业应当将电气自动化控制系统的硬件优化放在首位。a）应当对输入电路进行合理优化。一般来说，煤矿企业应该将使用的电气自动化控制系统的输入电压设置为80～240V，以此来扩大电气设备的适用范围，以及保障电气设备可以稳定地运行。此外，煤矿企业还应当对输入装置中的脉冲干扰进行屏蔽，一般通过电源净化等方式来实现。b）应当对输出电路进行合理优化。应当根据煤矿井下生产线的具体情况，对晶体管进行灵活应用，从而对电路进行输出控制，提高其反应灵敏度。例如煤矿井下压力泵机房的PLC系统，若其输出频率在6min/次以上，煤矿企业应当增加继电器来辅助其输出，这样才能有效保护电路系统。再者，如果PLC系统的输出设备敏感度较高，一旦断电，就有可能使得芯片结构损坏。对此，可以增加续流二极管辅助调控，尽可能保护芯片。c）应当对抗干扰设备进行优化。由于煤矿开采所处的环境比较恶劣，煤矿井下电气自动化控制系统应当对外界的干扰具有一定的抵御能力，这也是煤矿企业优化管理的一大重点[4]。3结语随着科学技术的飞速发展，电气自动化控制系统在煤矿开采过程中的应用越来越广，大大地提升了煤矿开采的效率，提高了开采质量。但目前采煤作业方面电气自动化控制系统存在一些软硬件等方面的问题还没有得到解决。因此，煤矿企业应当针对当前问题，增加对技术及设备等方面的投入，不断对电气自动化控制系统进行优化改进，从而满足当下煤矿生产的需求，进一步在提升煤矿企业经济效益的前提下保障作业人员的生命安全。(转载请注明)