煤矿电气自动化控制系统设计及优化

段立朋

摘 要：我国煤炭开采工程开展较早，并且已经历经时代变迁，随着煤矿的不断开采，煤矿开采深度也在一次次被刷新。因此电气自动化控制系统在煤矿深部开采中发挥着重要的作用，电气自动化控制系统的使用可以减少人员进入深井工作，保障了煤矿开采作业人员的安全。与此同时，电气自动化控制系统在煤矿中的应用也提高了煤矿开采的工作效率和工作质量，可谓是一举两得。而在煤矿开采运用电气自动化控制系统仍存在着一些隐患，因此本文就煤矿电气自动化控制系统设计及优化进行一系列的分析与探究，并提出了几项优化策略供与参考。

关键词：电气自动化;煤矿;优化策略

引言：我国的三大能源包括煤、石油和天然气，其中我国对煤的使用是世界各个国家中最早的。根据历史资料显示，在辽宁省新乐古文化遗址中就发现有煤制工艺品，河南巩义市也发现西汉时期用煤饼炼铁的痕迹，因此我国历代人都有对煤炭开采和使用方法。那么现如今我国拥有亿万人口，对煤炭的需求量也逐渐增加，因而对于煤矿的开采也十分的重视。时代在进步，科技在进步，煤矿的开采技术随着科技的发展也运用了一些智能的电气自动化控制系统，并在煤矿开采中被广泛应用，这一方面节约了煤炭开采的成本，另一方面降低了人力资源，同时提高了煤矿开采的安全性。

1电气自动化控制系统

电气自动化控制系统实质上就是利用电子自动化技术对一些电气设备的监控、系统故障的检查以及对电气系统的保护等形成自动化的管理。电气自动化控制系统的运用可以提高电气系统的运行效率和运行水平，保障电气系统的安全性，实现电力行业的现代化发展。与此同时，电气自动化控制系统多采用plc自动控制系统，这样既保证了系统性能的稳定性又可以提高生产效率。目前，电气自动化控制系统被应用于各个行业，其中在煤矿开采中的应用，为煤矿开采增加了安全性，提高了煤炭生产效益。

2煤矿电气自动化控制系统的应用

电气自动化控制系统在煤矿开采过程中可以通过系统程序设计好的自动化模式，对煤矿开采过程进行监督、监控及操作的控制这有利于加快煤炭开采步骤，完善并规范煤矿开采操作流程，以保证开采的深度符合煤矿开采的要求，保证其安全性，进而为后续的矿井搭建奠定基础。电气自动化控制系统可以对井下作业进行监控，一旦发现供电不良或供电分布不均就会发出报警信息，操作人员能够第一时间根据系统提供的信息就可以判断出故障的发生位置和故障将会影响哪一段的施工，进而快速的制定解决方案来应对即将发生的情况。当然电气自动化控制系统出了对井下工作具备监督的作用，对井上工作也有着一定的监控和操作控制功能，井上机器出现运行方面的故障也可以检测出来并向操作人发送故障报警信息，这样一方面使操作人员可以同时监控并掌握井上和井下的施工操作情况，另一方面也减轻了操作人员的工作压力和工作总量，提高了工作效率。

3煤炭电气自动化控制系统设计及优化分析

3.1网络技术远程控制煤矿开采运行

煤炭电气自动化控制系统可以自动对数据进行采集并传输给上级监控控制部门，其中网络技术在远程数据采集、传输和下达控制命令中起着重要作用。在进行远程数据采集时，自动化系统可以利用网络技术建立起一个相对网络控制区域，然后通过对此区域的分点控制对数据采集设备进行数据分配收集控制，进而使各个数据采集设备分批运行，保证其设备的供电和运行安全与连续性。当数据采集完毕后煤炭电气自动化控制系统就会将此数据通过网络传输给煤矿采集监控中心，采集监控中心的工作人员读数据进行整合并提取出有效信息，最终实现对煤矿采集远程监控和操控的工作目标。

3.2PLC系统

PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC系统在煤矿开采中的应用会有一定的阻碍，如煤矿的开采长度不同所选用的PLC原件也不同，这样是为了确保PLC芯片的正常运行。PLC系统对煤矿井下的照明系统和通风系统有着监测和监控的作用，如果煤矿开采相关部门只是一味的要求开采的深度和长度，而忽略了对PLC系统零部件的调整，那么可能会导致出现一些煤矿安全方面的问题，造成巨大的经济损失，进而影响煤矿的开采进度。

4煤矿电气自动化控制系统优化策略

4.1煤矿电气自动化控制系统软件与硬件的优化设计

4.1.1軟件的优化设计

煤矿电气自动化控制系统软件的优化设计分为两部分，一部分是对软件结构的优化设计，另一部分是对软件程序的优化设计。软件结构的优化是根据系统区域设计部分或煤矿现场实时监测数据的设计，在原基础上进行软件结构的扩宽与调整进而达到良好的运行效果。例如：格局煤矿开采量将自动化系统中的软件分化成许多的运行模式，并对每个模式制定标准，这样来细化软件各部分的功能，保证软件结构的合理性和完整性，进而使软件可以根据不同的煤矿开采量，随时调整软件的结构，确保煤矿开采的工作进度。软件结构的优化设计中要考虑PLC技术的整体应用，进而为PLC系统设计出能够控制此系统的功能性软件。

4.1.2硬件的优化设计

煤矿电气自动化控制系统硬件主要是对煤矿开采自动化系统进行误差的控制，其硬件的优化设计包括防干扰的优化设计、输入电路的优化设计以及输出电路的优化设计。防干扰优化设计可以将硬件的线路布局进行改善，划分区域互扰区域，做线路隔离设计，防止电力之间的互相干扰问题的出现。输入电路的优化设计在煤矿开采作业时可以在线路中配备相对应的辅助电压原件，防止因施工量增加而引起的输入电流的运行和短路现象的放生。输出电路的优化设计可以在电路中接入二极管一类的设备，并做好防干扰工作，防止出现因线路超核运载不均的现象发生，进而稳定输出电路的正常运行模式。

4.2煤矿电气自动化控制系统的设备选型

4.2.1优化PLC系统设备

随着各大行业的发展，PLC系统设备也发生了变化。煤矿开采相关部门应注重优化PLC系统设备，在采购PLC系统设备时应根据煤矿运行的实际情况选择相对匹配且高性能的PLC系统设备，进而提高电气系统的自动化控制水平。这样一方面可以降低系统不断优化带来的经济成本，又可以提高运行效率。

4.2.2优化程序编辑工具

优化程序编辑工具可以为电气自动化控制提供高效多样化的编程流程，同时可以根据煤矿开采的实际施工状态进行个性化的编程设计，以适应煤矿开采的工作进程。而优化程序编辑工具还可以将电气自动化控制步骤简单化，方便操作人的使用，简化其编程途径，强化其系统中编辑应用的水平。

结语

综上所述，随着我国科技的不断提高，电气自动化控制系统的性能会逐步增强，性能方面的增强会提高煤矿开采的整体工作效率，降低煤炭开采成本，降低人力资源的使用，同时增加了更多的煤炭生产过程中的安全性。但是，现阶段煤矿开采中运用电气自动化控制系统仍存在着一些问题有待改善，煤矿开采相关管理部门应到实际现场考察，根据实际的煤矿开采情况改善电气自动化的控制系统，使改善后的自动化控制系统与现场煤矿开采情况相匹配，与此同时需要优化煤矿电气自动化控制系统设计环节，研究并创新煤矿电气自动化控制系统的设计方案，进而制定一个完善有效的煤矿电气自动化控制系统，提高煤矿开采的工作效率，提高其安全性。

参考文献：

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[2]许磊.煤矿井下电气设备自动化控制应用与优化[J].当代化工研究，2021（03）：125-126.

[3]冯文博.煤矿电气自动化控制系统的优化设计思路[J].电子世界，2020（19）：92-93.

（陕西旬邑县旬东煤业有限责任公司，陕西 咸阳 711300）