煤矿井下电气设备自动化控制的应用与优化

刘书杰

摘 要：煤矿是人们在生产生活中的必需资源，也是一种稀缺资源，所以我国一直都十分重视煤矿行业的发展，以提高煤矿生产效率为第一目标。任何行业的发展都离不开现代科技的支持，煤矿行业自然也不例外。众所周知，煤矿井下作业是一项高危性工作，在实际作业中，不但要求作业安全，还要求作业效率高，但若想同时保证这两点并不容易。通过应用先进的煤矿井下电气设备自动化控制技术，这一难题得到了很好地解决。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对煤矿井下电气设备自动化控制的应用与优化提出了一些建议，仅供参考。

关键词：煤矿井下;电气设备自动化控制;应用与优化

随着科学技术的不断进步，煤矿井下开采过程中有效应用电气设备自动化控制技术，便可以实现煤矿开采效率的提高。但就现阶段来说，煤矿井下电气设备自动化控制方面还存在一定的问题，因此，应积极对煤矿井下电气设备自动化控制进行优化，重点注意选型、硬件以及软件的优化，促进电气设备自动化控制水平的提高，为保障煤矿生产安全提供良好的技术支持。

一、煤矿井下电气设备自动化控制的应用概述

我国幅员辽阔，蕴含着丰富的物质资源，其中煤炭是一种十分重要的矿石能源，也是传统火力发电的重要基础资源。现代化煤矿开采过程中，比较注重电气设备自动化控制，其原因在于，随着现代科学技术的进步，煤矿开采也逐渐朝着工业化、自动化、集成化的方向发展。煤矿井下条件比较恶劣，给井下电气设备提出了更高的要求，同时也给自动化控制技术的应用增加了一定的难度。为实现井下电气设备自动化控制技术的有效应用，保障煤矿的安全、稳定生产，必须积极对井下电气设备自动化控制技术进行优化，并要充分发挥井下电气设备自动化控制技术的优势，提高煤矿开采效率与质量。井下电气设备自动化控制技术主要是建立在单片机基础上进行研发的。随着煤矿开采环境的日趋恶劣化，对单片机提出了更加严格的要求。在选择单片机的时候，应充分考虑煤矿井下实际工况的特征，从而有针对性地选择适合的单片机。相关研究人员在对煤矿井下电气设备自动化控制进行研发的过程中，应全面分析煤矿开采的实际情况以及煤矿生产的环境，并进行深入调查分析，从而在井下电气设备自动化控制中充分发挥单片机的作用。与此同时，在井下电气设备自动化控制中实际应用单片机的时候，也要注意做好防漏电、防水工作。

二、煤矿井下电气设备自动化控制的应用与优化

（一）硬件系统的优化

优化输入电路。若想优化输入电路，首先要考虑当系统在正常运行状态下的可编程逻辑控制器供电电源所对应的电压。一般情况下，煤矿井下电气设备自动化控制系统的可编程逻辑控制器端供电电压约在85V-240V范围内，但从系统的实际运行角度上来看，由于煤矿井下作业环境及现场管理复杂，同时干扰因素较多，所以为了保障电路的稳定性，往往需要在供电线路上安装相应的电源凈化设备，如滤波器。在具体的硬件系统优化设计中，应使可编程逻辑控制器的输入电源与电压保持为24V的直流电;还要不断完善周边电路的配置结构，避免短路等问题;另外为避免发生过载或短路等问题，还应保证所采用的保险丝质量与性能合格。

（二）软件系统的优化

优化程序结构。优化程序结构是优化煤矿井下电气设备自动化控制软件系统的重要一点。常见的程序结构形式有两种：基本程序结构、模块化结构。在实际优化设计中，应当充分结合煤矿井下作业的实际需求对程序结构进行合理选择。具体来说，首先应根据煤矿井下作业现场的实际情况来对控制目标进行模块划分，保证每个模块下都有详细的子任务;其次要对各个子模块的任务一一进行编写和调试，并将之拼装为一个完整的软件程序。

（三）做好设备选型

自动控制系统设计期间，要从详细分析煤矿下的具体情况开始，充分考虑煤矿地下电气设备的具体情况，分析电子设备的尺寸和系统要达到的性能要求，确保煤矿地下开采工作顺利进行，应尽可能缩小各种设备的选择范围，简化设备选择。要完成硬件选择，必须根据情况选择相应的软件编程工具，完成自动控制系统软件的快速编程，充分发挥其作用。

（四）在通风系统中的运用

煤矿企业的生产环境和外界相比条件较差。对于煤矿的通风自动化系统，可以采用对通风系统进行合理分层、强化分散、冗余等方式，强化煤矿通风自动化系统的应用与主要方式的设计。要有效提高自动化通风系统的可靠性，可以通过多套机械设备的备用技术、通信线路光纤传输技术等实现。煤矿通风自动化系统控制软件的主要实现方式是VC++与组态控制软件。正常情况下，煤矿的通风系统、自动化控制包含的功能应当全面，通过实现遥控、遥感以及记忆故障等多种方式和现场报警等多种功能，多方面改善煤矿的生产环境和生产条件。

（五）在供电系统中的运用

对于煤矿供电系统而言，整体上可以分为4个环节：综合的保护器、传输通道、监控分站和地面集控中心。其中，综合保护器在系统具有积极作用，不仅可以对供电线路、高压配电的装置实施全面监测与监控，还可以起到有效的保护作用。它自身具有遥测、遥信以及遥控等功能。系统中，监控分站的主要作用是实现多方位连接，是一个具体的中间环节。监控分站不仅可以及时采集自动化系统中的设备信息，还可以根据实际情况进行实时转换，进而实现协议统一化效果。它还可以在保护器和地面分站之间传输相关数据，实现两者之间的互相控制。

（六）煤矿井下电气设备自动化调试

电气设备的安装调试必须由掌握相关专业技能的人员进行，所有安装完的设备必须配备完整的过流、断电、短路保护等配套防护组件，且组件的运行必须安全、可靠。此外，对于隔爆开关、变压器等大型供电设备，在开展电网铺设和后续供电作业时，必须确保所有运行参数全部符合实际要求，严禁电网超负荷供电。

三、电气自动化在现代化煤矿井下的应用前景

电气设备自动化已经逐渐向模块化、通用化和系列化等方向发展。对于煤矿机械设备的掌控，还需要有效运用电气自动化技术，实现综合化的监控效果。通过系统监控，可以形成一种双重冗长，可以在智能化背景下进行开采。在煤矿生产过程中，数字化技术已经得到了广泛运用，使得煤矿的生产更加安全，大大降低了人工工作量，提升了矿业的总体生产效率。

四、结语

伴随现代矿井生产机械化水平的持续提升，电气设备对矿井生产的高效开展发挥着不可替代的重要作用。但由于部分矿井过分追求经济效益，对矿井生产中电气设备自动化控制的应用与优化重视不足，导致一些质量不达标的电气设备投入运行，也导致一些技术不过硬的操作人员参与到井下电气设备运行管理中，提高了电气设备故障的发生概率，也提高了运行成本，极易诱发重大安全事故。针对此，结合实际，对当前煤矿井下电气设备常见的安全事故和预防措施进行了总结分析，以助力矿井安全生产。

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