电气自动化监控系统在矿井安全生产中的应用与发展

刘静辉

摘要：随着科学技术的发展，矿井的电气监控系绕也逐渐实现了智能化、自动化。电气自动化控制技术可以使矿井电力运行更加安全经济，而且可以有效降低电气设备运行故障和检修人员劳动强度，从而达到降低生产成本，减员增效的目的。本文计对矿井中电气自动化技术的应用和发展进行分析和探讨。

关键词：矿井;电气自动化;控制系统;程序化

随着矿山生产规模逐渐扩大，机械智能化和电气自动化程度越来越高。系统监控和管理正在向着高度集约化的方向发展，系统智能控制水平增强，对供电系统的自动化控制也提出了更高的要求。利用电气自动化控制系统实现对重要电气开关量和模拟量以及电能脉冲量的状态监视、报警、事故响应、打印报表等工作。

1矿井电气自动化控制系统的设计

1.1矿井电气自动化系统设计原则

井下电力系统的稳定性直接关系着生产安全性和可靠性。如果矿井电力系统发生故障，那么轻则让矿山陷入瘫痪，重则发生人身伤亡事故。为了保障矿井供电安全，要建立兩套供电回路，保证两路电源互为补充。

1.2矿井电气自动化系统功能分析

（1）保护功能。利用微机综合保护装置RCS 9911CS可以实现失压速断保护、两段零序过流保护、过负荷保护、线路短路速断保护等。

（2）无电压合闸功能。对母线的电压、频率以及相位进行监控，保证需要时能够实现并列运行。

（3）四路非电量控制。实现非电量信号的连跳功能和保护。

（4）综合保护装置自动报警。利用芯片存储方式，保证断电时保存最近报警记录。

（5）监控功能。实现遥测、谐波分析、故障录波、装置自检和自复位功能。

1.3系统应急设计

（1）继电保护系统设计。继电保护装置按照系统检测要求进行监控，当系统出现事故或故障时，通过数学信号或者模拟信号显示故障发生的原因。当系统发生故障时，电气参量会出现剧烈的波动，通过对这些参数的比较，检测造成系统故障的原因，分析故障类别，判断故障回路并及时切除。

（2）漏电保护。漏电是矿山电气系统中的高危问题，也是造成人身电击事故的主要原因，危害巨大。为了防止漏电事故的发生，必须采取漏电保护措施，采用变压器Y接法中性点不接触的保护装置。

2电气自动化控制系统设计优化

2.1抗干扰设计的优化

对以往煤矿电气自动化控制系统的运行进行深入调查发现，电子脉冲对于系统芯片干扰，是导致矿井电气自动化控制系统失灵的主要因素，将此内容作为提升矿井电气自动化控制系统抗干扰能力的切入点，可以采取以下几种方式：在系统芯片的外表添加金属保护层，避免电磁对芯片的不良干扰;在电气自动化控制系统中装置隔离变压器，从而提升系统的抗干扰能力;利用双绞线作为电气自动化控制系统中模拟信号的传输线，避免电缆造成的不良影响;借助金属外壳来实施电磁屏蔽：在金属质地的工作柜中放置 PLC 控制系统，避免空间辐射、电磁脉冲和静电干扰。

2.2 输入电路的设计优化

因为矿井的工作环境和条件是非常恶劣的，与此同时，加上不稳定的供电，因此为了确保稳定和安全地运行系统以及抗干扰，应当将电源净化元件加装在输入电路部分，像是隔离变压器或电源滤波器。在设计输入电路的过程中，因为PLC的供电电源通常是在交流 85V-240V间，具备宽幅适用性，应用直流电源控制在24V，负载的调整应当结合它的容量来进行，还需要对周围的电路实施防短路操作，这有利于煤矿电气自动化控制系统的可靠、安全和稳定运行。

2.3 输出电路的设计优化

因为在矿井电气自动化控制系统中，所有的标志和指示灯都是由晶体管支撑的，因而在输出的时候尽量确保跟高频率的晶体管相适应，与此同时，也可以大大地提高响应速度。要想尽量简化输出电路，通常实施继电保护方式，这是由于继电保护输出方式的带负载与抗干扰能力是比较强的。然而，如果电磁线圈附在PLC输出的时候，那么PLC 芯片就会在断电时受到破坏。因此，为了防止破坏 PLC 芯片，通常在电路盘中并联续流二极管，这样就可以将浪涌电流有效地吸收，从而对PLC 芯片进行有效的保护。

3 电气自动化的创新发展

目前数字技术在电气自动化控制中取得了非常广泛的应用，但数字技术的应用中还存在者很多不足之处，比如应用时限短、标准不统一、系统结构不通用以及人才短缺等，这些问题已经给电气自动化数字技术的应用及发展造成了较大的限制.因此，我们要做好这些方面的创新工作。

3.1 在现实中运用智能终端技术

用光纤作为连接设备，通过智能终端收集和控制数据，配合好双重设备，用其中的一个电源不被中断，完成远程测控和信号发送任务，用另一个确保不跳闸，使数字化技术在工业电气自动化中的智能型和可靠度提高。因此，PC机平台的自动化问题得到良好解决，把TCP/IP标准作为通讯标准，有利于PC机在管理与控制自动化的连接，保证软硬产品的使用范围，增强通信质量。

3.2 程序化操作的理念要加强

是指执行力方面的创新，比如调度任务下达之前，我们应把经过审核的数据储存到电脑之中，到了实际操作的时候，我们还要对人工的预留界面精心设置，对闸刀、开关等进行设置，这样对系统的应用功能有很好的完善作用。这一工作完成之后则要进行模拟预演，确保其达到自动的水平，也就是即使现场没有工作人员，这一套系统也能很好地完成操作。

4结语

总的来说，在煤矿自动化的发展中我们已取得了一定成果，但仍有广泛的发展空间，因此，创新性地设计矿井电气自动化控制系统，是减少系统成本支出和提高系统运行效率的必然趋势。

参考文献

[1]单户机在煤矿电气动化中的应用煤炭技术2012年07期。

[2]电气自动化在我国煤矿的发展现状及未来展望 科学之友：2011年11期。