煤矿井下电气设备自动化控制应用与优化

文/郭鹏飞

煤炭资源是一种重要的化工原料、燃料，为推动我国工业化建设进程的加快、促进我国社会经济的进步做出了重要的贡献。几十年来，我国煤炭事业蓬勃发展，煤矿开发程度不断加深，同时，煤矿资源越来越少，煤矿开采环境也越来越恶劣，因此也逐渐提高了对煤矿生产设备的要求。将计算机、网络、信息与自动化控制技术有机结合起来，可以促进煤矿井下电气设备自动化水平的提高。与此同时，随着信息技术的发展，自动化控制技术不断完善，煤矿井下开采过程中有效应用自动化控制技术，不仅可以提高煤炭开采效率，还有利于提升煤炭开采产量。此外，电气设备自动化控制技术还可以良好地适应井下恶劣环境，有利于保障煤矿开采的安全性。

1 煤矿井下电气设备自动化控制的应用

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。

就目前来说，PLC单片机是煤矿井下电气设备自动化控制中应用比较广泛的一种单片机，PLC单片机不仅具有理想的防水保护作用，还可以在井下电气自动化控制设备发生漏电问题的时候达到自我保护的效果，从而可以保障井下电气自动化控制设备运行的安全性、稳定性。同时，PLC单片机的工作效率也比较高，抗干扰性能优秀，且能耗相对较低。基于这样的原因，PLC单片机在井下电气自动化控制设备中得到了越来越多的应用。除此之外，在煤矿井下电气自动化控制设备运行过程中，PLC单片机还可以实时监控设备运行状态，并将电信号转变为电压信号，将其输入CPU，并使用计算机进行显示，从而有利于准确掌握井下电气自动化控制设备的实际情况，及时发现问题并解决问题，确保煤矿井下作业效率与质量。

2 煤矿井下电气设备自动化控制的优化

2.1 选型的优化

现代煤矿开采中，为了充分发挥井下电气设备自动化控制技术的作用，需要全面考虑井下电气设备的实际情况及其电气控制需求，并对电气自动化控制设备的规模进行全面分析，尽量缩小电气设备的选择范围。例如，若是仅在煤矿井下瓦斯浓度检测的时候应用电气自动化控制设备，那么在进行设备选型的时候，则可以选择微型设备，便可以有效检测煤矿井下瓦斯的浓度。若是在水泵机房控制中应用电气自动化控制设备，便需要充分考虑水泵的工作状态，在PLC中编辑相应的逻辑程序，所以在选择PLC的时候最好选择控制点较多的PLC。除此之外，煤矿井下电气设备自动化控制优化过程中，也要根据控制对象的规模，对I/O点数进行合理控制，并要根据其不同的类型进行划分，并制作统计清单，保证电气设备自动化控制系统中软硬件资源具有充足的余量，进而确保电气设备自动化控制系统运行的安全性及稳定性。除此之外，硬件选取完成之后，也要合理选择软件编程工具，从而快速、高效地完成软件编程，实现对煤矿井下电气设备自动化控制的优化。

2.2 软件的优化

软件的优化也是煤矿井下电气设备自动化控制优化的有效途径。软件优化的时候，需要高度重视模块程序以及基本程序两个方面的内容。煤矿井下开采过程中，应根据电气设备的实际情况及其工艺的不同，对程序进行适当调整，以保障电气设备动作的准确性。同时，还可以在电气设备自动化控制系统中有效应用模块化方法，以便于后期程序拓展。模块化方法指的是，编制自动化控制程序的时候，将其分为若干个子任务模块，然后进行分别编写、调试，最终组合为一个完成程序。

2.3 硬件的优化

对煤矿井下电气设备自动化控制系统进行优化的过程中，硬件的优化与创新是非常关键的环节。煤矿井下环境比较恶劣，同时井下供电不够稳定，这些因素均会给煤矿井下电气设备自动化控制系统运行的安全性、稳定性造成严重的影响。对硬件进行优化的时候，首先可以在输入电路部分配置电源净化装置，应用一比一隔离变压器，并借助一比一隔离变压器的初级线圈、次级线圈屏蔽层，连接电气设备的中性点，从而达到控制电气设备自动化控制系统脉冲干扰的效果；其次，针对自动化控制系统，通过净化其24V直流供电电源，并适当调节供电负载，便能有效预防周边电路的短路；再次，根据电气设备控制要求，采用晶体管对输出电路的调速装置、各种指示标识等进行输出，便可以提高调速装置、各种指示标识的响应速度。例如，在煤矿水泵机房中应用PLC，PLC在电气设备自动化控制系统中输出频率为每分钟6次，选择输出方式的时候，可应用继电器输出，从而提高其带负载、抗干扰性能。除此之外，电气设备自动化控制系统的运行安全性、稳定性及准确性，在很大程度上受到电磁干扰的影响，而煤矿井下环境恶劣，不可避免地存在电磁干扰。基于这样的原因，对煤矿井下电气设备自动化控制系统进行优化的过程中，也要注意电磁干扰屏蔽、电磁干扰防护等措施，积极应用新技术，提高电气设备自动化控制系统的稳定性及安全性，使其能够在复杂的煤矿井下环境中得到正常运行，确保煤矿开采效率与质量。

3 结语

综上所述，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。