自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用

刘小帆

摘 要：在20世纪，自动化控制技术引来发展的高潮，到了21世纪自动化控制技术已经成为最重要的高科技技术之一，各个领域都存在自动化技术的应用。本文将着重论述煤矿通风系统中自动化技术的应用，首先对自动化控制技术的内涵进行了阐述，其次对自动化控制技术在煤矿通风系统中应用的必要性分析，最后对自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用从三个方面进行了研究。

关键词：自动化控制技术;煤矿通风系统;应用

前言

煤矿通风系统是通风方式和通风网络的总称，对于煤矿厂业的生产安全具有重要意义。煤矿通风系统可以给煤矿下开采人员提供充足的空气，满足人员对氧气的需求;减少煤矿下的有害物质，比如有毒气体和粉尘;调节煤矿下的气候，为工作人员创造良好的工作环境，保障人员的生命安全。自动化技术能大幅度提高煤矿通风系统的性能。它可以实现矿井环境的实时监控，降低系统运行的成本，提高系统的应急能力。

1.自动化控制技术内涵

自动化控制技术是当今重要高科技技术之一，它能够在无人监管、参与的情形下，利用自身的控制装置，让生产的机械自动遵照人们设计的规律运作，生产的机械及被控对象可以是一个也可以是多个。连接控制中枢和被控对象的是通信网络，通信网络系统拥有诸多的通信接口的执行元件、控制设备、检测元件。控制中枢即计算机系统对生产过程进行统一的自动化管理，实现生产数据的处理，生产情况的监控、分析以及调度。现今自动化控制技术应用非常广泛，技术、生产、军事、管理、生活等各个领域，都离不开自动控制技术自动化控制技术。

2.自动化控制技术在煤矿通风系统中应用的必要性分析

目前，我国煤矿通风系统的设计存在较多缺陷，自动化设备不够先进完备，计算机不能收集有效的生产数据，就无法实施智能化的统一管理，降低煤矿通风系统的安全性和可行性。自动化技术能大幅度提高煤矿通风系统的性能，对于提高煤矿产业的经济效益具有重要意义。煤矿是我国重要的能源物质，煤矿产业更是我国的支柱产业，因此构建完善的煤矿通风自动化控制系统，实现无人监管、参与至关重要。自动化控制系统不仅可以减少不必要的人力物力，节约成本，还可以改善人员工作的环境，提高工作的安全性和效率。通风环节是煤矿通风系统中保障生产安全的关键。煤矿通风有两种方式，自然通风和机械通风。自然通风是利用自然气压产生的通风动力，向矿井输送新鲜的空气，而机械通风则是利用扇风机运转产生的通风动力。由于自然通风压力小，不稳定，矿井一般采用机械通风的方式。

3.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用

煤矿通风系统中自动化控制技术由三部分组成：1.传感器系统，用来感受内外环境的变化;2.通风系统，为工作人员提供充足的空气;3.中央控制系统，煤矿通风系统的核心。

3.1传感器系统设计

传感器系统是用来感受内外环境的变化信号的系统，它包括传感器信号调理器、信号处理系统、网络传感器系统、单片数据采集系统和16通道高速数据采集系统等。设计传感器系统是发生器是首先要考虑的装置。煤矿通风自动化控制系统中连接控制中枢和被控对象的是通信网络，通信网络系统拥有诸多的通信接口的执行元件、控制设备、检测元件。通信系统利用这些设备实现信号的输入与输出。多路信号的传输一般有两种方式，时分制和频分制。时分制的传输标准是时间次序，按照各路信号接收的时间顺序，依次进行传输。频分制的传输标准是频率，按照各路信号的频率分门别类进行传输。由于频分制稳定度高、设计简单，实际操作一般选用频分制。频分制系统一般都要进行二重调制或三重调制。调频制抗干扰性能好，遥测精度也容易得到保证。在设计时一方面应考虑尽量减少路际干扰，用增大频偏来提高信噪比;另一方面又要考虑在保证传输精度的条件下满足测量路数的要求。除此之外。煤矿的内外环境、风量等都会影响通风风量的控制。

3.2通风系统设计

煤矿通风有两种方式，自然通风和机械通风。自然通风是利用自然气压产生的通风动力，向矿井输送新鲜的空气，而机械通风则是利用扇风机运转产生的通风动力。由于自然通风压力小，不稳定，矿井一般采用机械通风的方式。风量的调节也有两种方式：1.通过改变风门或调节百叶窗角度 风门和叶片的运行状态可以由频率接收器接收，输送到系统的控制中枢，控制中枢识别信号，根据实际情况和风门、叶片的状态，调节其转动;2.调节通风机的电机转速 通过调节通风机的电机转速，找到适合的频率。煤矿通风系统的自动化控制还可以通过定时装置实现，设置爆破的时间，实现自动通风。国外发达国家用检测元件实现通风机的转数控制，控制标准为矿井环境，比如空气的温度、某种气体的含量等。我国目前还不具备这一技术，仍在探索中。

3.3中央控制系统设计

中央控制系统是煤矿通风系统的核心，它的主体就是应用微型计算机。应用微型计算机是一种能够自动、高速、精确地处理信息的现代化电子设备，它具有强大的运算能力和逻辑思维能力，通过预先设计好的程序对数据进行自动化处理。应用微型计算机具有准确度高、运行速度快等优点，基本满足煤矿通风自动化控制系统的所有要求。收集、处理传感器输送回来的数据是中央控制系统的主要任务之一，计算机分析数据后再对通风量进行调整。此外，中央控制系统也负责把控系统的安全。总而言之，中央控制系统通过对声、光、电等各种设备的集中控制实现信息的处理、环境的监控、执行信号的传输、通风量的调节。

4.小结

煤矿是我国重要的能源物质，煤矿产业更是我国的支柱产业。煤矿通风系统是通风方式和通风网络的总称，对于煤矿厂业的生产安全具有重要意義。自动化控制技术能够在无人监管、参与的情形下，利用自身的控制装置，让生产的机械自动遵照人们设计的规律运作，减少煤炭开采的成本，提高安全性和工作效率。

参考文献

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