煤矿电气自动化控制系统的优化设计思路

许泽

（天津市双象工程液压件有限责任公司，天津301700）



煤矿电气自动化控制系统的优化设计思路

许泽

（天津市双象工程液压件有限责任公司，天津301700）

摘要：自动化技术下，煤矿企业接纳了自动电气控制，同时拟定了更高水准的控制要求。煤矿电气现有系统整合了计量井下瓦斯、查验巷道各时段的通风、调控矿井的水泵。这些流程都不可缺失自动化管控必备的新颖技术，以确保最优的控制成效。对于此，解析真实情形的煤矿控制系统，依循电气自动化设定的总体思路着手优化。

关键词：煤矿电气自动化控制系统优化设计

优化设计现有状态下的自动化煤矿，设计路径含有内在软硬件，要布设双重的模块。其中，硬件可分成输出及对应着的输入电路、电气的抗干扰。在此基础上再去布设软件，采纳细化的模块架构予以调整，以变更不适宜的程序性能。PLC架构下的自动控制正被广泛采纳，设定了电气优化必备的思路［1］。优化设计筛选的新颖思路侧重节省能耗，提升了自动控制可获取的总体实效。

1 优化选取型号

从现状来看，PLC现有构件可分成多类。然而，产品本体显现了较大差异，选型不可忽视潜在的彼此差异。详细来看，优化设计先要筛选适宜的型号及规格，流程含有如下要点。

第一，要确认可筛选的类别及设定数目。电气自动化常态调控下，煤矿控制涵盖了复杂状态下的多样对象，对此应能妥善设定I/O现有总数及细化的类别，统计后拟定清单。然后，要估测获取精准的I/O总数，确认最优状态下的余留资源，且规避了偏多的耗费。依照各时段供应的煤矿电能来调配输出频率、输出点的动作，以确认筛选晶闸管或继电器，便于供应输出。

第二，要筛选编程可用的工具。自动化可采纳多样编程工具，如软件包、图形的编程器、手持的编程器等。筛选时应当明晰：手持编程器拟定了可查验的语句表，有着划定好的约束范畴，没能提升成效，适宜小规模常用的编程；图形编程借助于梯形图，吻合了中型编程，设定的流程简易且直观。与之相比，若选取大型编程则必备软件包，但软件包耗费了偏高总成本，不便随时予以调试。这样的状态下，软件包可用作软件编程、硬件特定的组态。依照真实需要，筛选适宜的工具用来编程［2］。

第三，测定总体的控制规模。依照划定好的本体规模来搭配选型，即可确认最佳采纳的类型。例如：若单纯测定某时段的瓦斯浓度，则可借助于PLC特有的微型装置；若要辨析水泵机房关联着的水位变更状态，应当明晰闭环架构内的逻辑控制，可筛选中等规模。此外，若查验总体井下安全并设定安全管控，那么可预设多重查验指标，这将涉及各时段的智能调控、智能性的通讯。这时，必备大型的控制规模。

2 优化现有的硬件架构

自动化控制中，硬件构架应被设定成核心，是必备的部分。这是由于硬件构架关乎各时段的煤矿稳定，关系生产安全。受需求约束，匹配硬件也会含有多类，显现了彼此的较大差异。优化硬件的总框架应能侧重以下几点内容。

（1）针对输出电路。针对输出电路，优化应侧重真实需要。优化包含线路配备的指示标、晶体管及调控速率必备的构件。有序调控煤矿输出，提快了输出响应的总速率，且吻合了高频动作［3］。例如：针对水泵机房，可调控为5次预设的输出频率。若能设定输出流程内的继电器调控，即可达到简化，增添负载状态的抗干扰。然而，若电磁线圈本体拥有较强负载，断电很易损毁芯片并带来浪涌电流。为规避突发损毁，可增设二极管以便衔接电路盘，吸纳浪涌电流，保护芯片。可选取继电器支持输出，调控水泵房常态的启闭。

（2）针对输入电路。输入电路衔接了送电必备的总电源，采纳了交流电，拓展了现存的可适应幅度。煤矿井下条件恶劣，供应电能并非稳定。为了规避干扰，确保常规情形下的稳定运转，电路要增设净化电源可选的构件，如隔离变压器、电源的滤波器等。可选取双重隔离来增设屏蔽线圈，中性点设定接地，缩减突发脉冲携带的干扰。

布设电源时，优选直流路径24V这类规格。调整负载要测定总容量，完善防控短路的周边构架。优选直流电源，在最大范畴内增添运转中的稳定保障。遇有短路及突发过载，则易伤害芯片，破坏平常的运行。因此，应增设保险丝以便防控支路短路，并设定可采纳的优化步骤［4］。

（3）针对抗干扰。电气自动化布设的煤矿系统要注重抗干扰。煤矿生产面对着变更的复杂环境，自动状态的常见控制也较复杂。面对恶劣环境，电磁脉冲扰动了芯片，因而突发失灵。针对防控干扰，最好增设隔离变压器、增添金属外壳必备的屏蔽电磁，或优化调配现有的布线体系。PLC配备的控制系统要确认最佳接地的外壳、防控脉冲及静电。区分弱电路径及较强状态的动力线路，维持最适宜的彼此间隔。屏蔽线缆设定了双绞线，以提升抗干扰的特性。

隔离变压器用作缩减干扰。它含有内在的耦合架构，融汇了分布电容及内在的绕组。变压器含有本体的中性点，用作接地。金属外壳应能确保接地，防控较多外在的空间辐射。超隔离这类变压器设定了1:1规格，经由电容衔接中性点。优化的侧重点为：设定核心任务，而后把它变为可辨析的梯形图。可见，考虑多样的构件差异，才能更精准地优化。

3 优化设计软件

优化软件还可细分内在的部分，可优化预设的基本程序，采纳模块化新式的设计路径。煤矿生产必备优良的程序，依照各时段可达到的采掘深度着手调整给定程序。模块化侧重拓展初始的软件性能，细分明晰的子模块且划定彼此任务。经由分别调试，重设完备的新程序。由此可见，模块化增添了更为便捷的调整流程，更吻合常态的煤矿生产。优化匹配了I/O这一模块，考虑各时段内的传递信号，以便编制集中调控，随时查验漏洞从而修护系统。针对计数器、搭配的定时器等，都预设统一编号，且编号不应重复［5］。

自动化关涉的程序也含有明晰的中间标识，给定搭配的统一编号，便于调配。完成搭配的地址编号后，还要明晰分配表对应的标识。为了提升实效，应能创设简易的可参照逻辑，便利输入且缩减了耗费的扫描时间。重复调用芯片本体的触电，不必再去经由复杂的流程来调用。例如，针对无线状态下的瓦斯监测，可设定单一这类按钮调控它的启停，并借助二分频来优化。这样不仅缩减了占到的总体点数，还节省了额外资源。

4 结语

伴随经济进展，煤矿平常生产采纳了高水准这类的自动化控制，融汇了电气技术。电气自动化管控下的煤矿生产增添了安全保障，提升了产出实效。然而，不应忽视电气自动化可细分多样的控制流程，因为它们有着差异状态的耗费成本、运行的成效等。因此，应侧重优化起初的设计、筛选适宜的型号、优化设定好的硬件构架，在确保科学的优化思路后，有序指引常态流程内的控制实践。

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，（8）：93-95.

［2］刘琴.煤矿电气自动化控制系统的优化设计［J］.中小企业管理与科技，2013，（11）：281-282.

［3］梁飞宇.煤矿电气自动化控制系统的优化设计思路［J］.机械管理开发，2014，（3）：31-33.

［4］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.

［5］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）：193，197.

Optimization Design of Coal Mine Electrical Automation Control System

XU Ze
（Tianjin shuangxiang Engineering Hydraulic Parts Co. Ltd, Tianjin 301700）

Abstract:Automation technology, coal mining enterprises accepted automatic electrical control, and develop a higher level of control requirements. The existing coal mine electrical system integration measurement of underground gas, tunnel ventilation, inspection of each period of controlling mine water pump. These processes are not lack of automation control for novel technology, electrical automation control can ensure the effectiveness of the optimal. For this, the real situation of coal mine control system, follow the general idea of electrical automation set to optimize.

Key words:coal mine electrical automation, control system, optimization design