煤矿电气自动化控制系统设计及优化

李涛

摘 要：本文结合实际情况，对煤矿电气自动化控制系统设计要点及优化措施进行了分析与讨论，以便为后续煤矿生产的有序进行提供参考及借鉴。

关键词：煤矿；电气自动化；控制系统

煤矿产业与我国经济发展与人们生活存在直接关系，保证煤矿生产效率及降低成本是保障产业发展及保证能源有序供应的前提及根本。煤矿生产中的电气自动化控制及运行对提高煤矿生产能力及实现节能降耗等具有积极作用，且也可促进煤矿产业升级。本文结合实际情况，从煤矿生产为例，对其电气自动化控制相关问题进行了分析，讨论了实施电气自动化控制的新型途径及方式，具体如下：

1 煤矿生产电气自动化控制设计要点及讨论

电气安全是保证电力系统有效运行的关键，而对其电力系统运行过程中的故障问题常对电力系统造成较为严重的灾害，影响其运行且对实际生产造成重要影响。而从煤矿生产为例，电气自动化控制技术已在煤矿生产中得以应用，而对其实施设计，笔者认为应考虑以下问题：其一，经济安全，矿井电气控制中应采取有效的措施在保证电气安全及避免故障的前提下合理选择电气设备，如变压器控制中尽可能做到向单一线路供电等，以实现单一化控制及减少故障的连锁反应。其二，电源控制开关与线路应保持一一对应关系，其应遵循就近原则，即开关距离应尽可能接近电源。其三，分列并行应作为变压器设置的主要原则，可降低绝缘电阻降低而致使的继电器恶化，从而造成大面积停电，使得电气控制安全性降低及故障易发生。

2 煤矿电气自动化控制系统设计优化相关问题分析

2.1单片机在煤矿电气自动化控制系统优化中的应用及讨论

从煤矿生产电气自动化控制而言，其实施控制最关键的组成为单片机。而结合其应用情况，单片机的应用主要集中在通风系统及矿区漏电保护中。如在漏电保护中应用，但发生故障时，电气系统电阻值会出现明显降低情况，则会诱发继电器停止动作；单片机在接受到故障后会发出信号至中央处理器，致使中央处理器做出切断故障线路及启动备用线路的动作，以保证设备的正常运行。而同时，该类故障发生后，电路中电流突然增加，该种情况下，单片机应能够实施程序计算，对系统各部分进行检测，以保证电路运行安全。

再如风机控制中，传统采用的控制模式无法结合矿井具体情况实现对风机功率的控制，即风机只能进行恒速及统一的开关机控制。单片机的使用有效解决了无法根据矿井内部需求而调节送风量及运转风机数量的问题。如通过对矿井内部情况的检测及时反馈至单片机，进而通过单片机控制风机供风量及机台数的控制，提供了运转效率及控制的自动智能化程度，为企业带来了客可观的经济效益。

2.2变频器在煤矿电气自动化控制系统优化中的应用及讨论

所谓变频器，即为、依靠电子元器件及控制电路，完成大功率电能形态变换，并以形态变化后的电能驱动电动机实现机械运动，与实现对工作系统的运动控制及节能控制，其应用及实施电路改造最主要的目的在于节能。如以皮带机的运转为例，采取传统的皮带机运转模式主要弊端在于采煤运煤过程中的皮带机运转速度是恒定的，而应对低负荷采煤工况则容易造成皮带机空转，使得电能消耗过大及设备损耗严重，不经济。采取变频控制模式，对皮带机控制电路安装变频器并实施改造，将对解决以上问题提供了可能。即，对于皮带输送机而言，影响皮带输送机功率P的主要因素包括运煤量Q及皮带速度v；而当运煤量不变时，其功率P与带速v成正比关系。即在带速增加必然造成运煤量增加。故，在，满足运煤量前提下，可通过控制带速而起到减少电动机功率消耗的作用，从而造成电能的节约。

2.3智能控制在煤矿电气自动化控制系统优化中的应用及讨论

智能控制是现有大力发展的关键技术，也是现有工业领域重点突破与应用的主要技术。对于该技术在煤矿生产电气系统自动化控制中的应用主要包括以下方面的内容：如故障检测，煤矿生产环境恶劣，电气工程自动化控制中存在较多的安全隐患，在日常维护管理中采用人为力量实现实时监控存在一定难度，且一些细微问题不能及时被发现；而利用智能化技术，通过视频监控与测量技术，实时反馈信息至计算机终端，并通过人为设计的程序实施判断与报警，很大程度上提高了监测效率，保证了准确度及有效率。再如，电气自动化控制，煤矿电气系统运行过程复杂，操作失误容易引发短路等故障，通过智能化控制，利用计算机可电气工程电气设备的有效控制，提高了控制精度及及时性，同时，利用其诊断系统实现了故障快速诊断与预防，对减免故障及减少损失具有一定价值。

2.4 PLC在煤矿电气自动化控制系统优化中的应用及讨论

对于PLC技术在煤矿电气化控制中应用，其意义巨大。如神东煤矿公司在皮带机控制上引进了西门子PLC控制设备，其实现了对皮带机控制的有效性，也使得其控制更加的安全、稳定及灵活，且对于一些控制中所存在的一些安全隐患均能够实现提前报警，可对突发时间能够及时控制。即在PLC控制皮带机运输中，其主要通过通信模块与工业以太网进行连接，PLC编程，通过主电路上的启动开关与停止开关与皮带上的启动按钮与停止按钮进行连接，能够实现对皮带启动、停止状态的有效控制，实现远程操作。

3 结束语

综上所述，煤矿生产的电气化控制与改造是这些年煤矿企业大力发展及推进的具体工作。结合现有技术，如何更好对电气设备实施高效控制是必须面对的问题。本文对电气设备实施自动化改造相关问题进行了举例说明，其目的在于强化先进控制技术在电气控制中的应用及为后续生产提供参考及借鉴。

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