浅谈新型矿用电动阀门自动控制系统设计

摘 要：虽然现在我国的社会经济已经基本上保持在了高速发展的状态，同时，相应的科学技术也在不断地有所提升，使各个行业的实际水平都得到了有力的保障。但对于煤矿行业来说，其中矿用电动阀门自动控制系统，还是会存在各种各样的问题，这样一来煤矿的生产过程就会受到直接性的影响。而下文就将对新型矿用电动阀门自动控制系统的涉及进行研究分析。

关键词：电动阀门;自动监控系统;可编程控制器

一、 引言

随着科技的不断进步以及时代的不断发展，现在电动阀门已经在我国大型现代化的生产中，得到了比较广泛的应用。对于现在国内所存在的阀门自动控制系统来说，其大部分都是由分立元件或者是单片机等进行控制。但因为煤矿工作最大的特点就是施工环境恶劣，所以当煤矿工作者在对阀门自动控制系统进行使用的时候，其可靠性就难以得到保障。除此之外，在该系统的实际运行过程中，只会有一部分LED灯还完成显示任务，所以其并不能针对运行过程中的电流、电压等这类数据的实际参数，进行实时性的显示。所以，现在相关工作人员首先要做的就是对新型智能化监控系统进行设计。

二、 电动阀门自动控制系统

（一） 总控制原理

对于总控制来说，其工作原理就是，以电动机的漏电电阻、电流以及电压等的采样回路为基础，对主电回路中的相关参数等一系列的模拟量进行检查，然后再利用A/D模块把其转变为清晰的数字量，接着就把这些已经转变完毕的参数准确无误的输入到可编程序控制器中。除此之外，对于电动阀门来说，其任何时间的工作情况，也要向可编程序控制器提供。最后，可编程序控制器就会实时性的监控电动阀门中所涉及的每一个内部动作。

（二） 工作流程

首先，在开展实际工作之前，相关工作人员第一步要做的就是把选择开关调整到试验位，然后再对触摸屏的组态软件进行使用，以此对电动阀门的工作参数进行设置，在设置过程中，工作人员也可以机型选择控制距离，以及实际运行状态。除此之外，工作人员还要对额定电流、额定电压以及对漏电电阻等进行设置。对于需要进行测试的性能来说，其包括漏电过程中，电阻性能试验、短路时性能试验以及过流时的性能试验等，测试工作的存在可以对各个保护功能的实际状态进行有力的保障。其次，在开展实际工作的过程中，相关工作人员就要把换向开关调整到工作位置。对于监控系统来说，其首先要监测的就是漏电过程中电阻的实际数据，已经工作过程中电压的实际数据。如果最终的监测结果超过了提前所设置的数据范围，那么组态界面就会在第一时间，对造成故障出现的原因进行显示，与此同时，电动阀门的开关等操作也不能再正常进行。如果最终的监测结果保持在提前所设置的数据范围之内，那么后续的一系列操作就都可以保持在正常状态。最后，只有系统进入到自动监测状态，并保持稳定以后，系统才可以对可监控电动阀门的实际情况进行监测，如果检测过程中发现了故障的存在，那么系统就可以结合故障的略欸行以及过流时所产生的倍数，计算出合理的断电时间。

三、  智能组态监控系统的设计

（一） 硬件设计

对于选择开关来说，其所处的位置属于实验位置，同时隔离开关也不可以合闸，所以在此背景下，在对防爆内腔内部进行设计的过程中，就增添了机械互锁机构。对于PLC来说，其最为突出的优点就是有价高的可靠性，同时可以被有效的应用在会受到强烈干扰的工业生产现场。基于此，相关工作人员就可以对三菱公司的FX1N-23MR进行使用。而对于外加通信扩展版以及特殊的适配器来说，在对这两样东西进行使用以后，各种通信与数据之间就可以得到有效的连接。对于触摸屏来说，一般情况下工作人员就可以使用三菱的F930GOT。最后，工作人员可以按照图纸所展示监控系统电路工作的电气原理图，对监控系统的电路电气进行有效的设计。

（二） 软件设计

对于PLC的设计软件来说，工作人员可以使用三菱公司的GX Developer8.0，然后利用顺序控制的程序等开展后续的软件设计工作。对于该设计环节来说，其中比较难解决的问题就是控制程序以及显示程序之间的交错复杂，而对于此问题，工作人员就可以利用顺序功能图来对其进行解决。最后设计程序的过程中，工作人员可以参考图二这一程序软件设计流程图。

四、  设计过程中所存在的难点

首先，对于触摸屏来说，其对于PLC的扫描周期会存在比较严格的限制。如果实际扫描周期大于17ms，那么在屏幕上就会显示出相关的超标警告。所以对于此情况，工作人員就虚高要对中间变量以及条件返回指令进行使用，以此来达到缩短扫描周期的效果。其次，井下对于隔爆方面的要求相对来说也比较严格，所以工作人员不能对触摸屏进行直接性的使用。所以基于此，工作人员就需要对防爆面板进行利用，把防爆面板上所包含的使阀门上升、下降以及停止的按钮，当作上、下以及确定键来进行使用，通过此方法来完成对于组态监控系统中，各个参数以及控制的设置工作。最后，电流互感器二次侧感应电流的取样信号，与电流互感器一次侧的电流不可能完全成线性的比例关系。所以工作人员还要对最小二乘法拟合直线的原理进行使用，结合电流值所处于的区间，对拟合方程计算子程序进行设计，然后再以此获得比较准确的电流，这样一来保护动作的可靠性就可以有所提升。

五、  结语

在煤矿生产过程中，新型电动阀门自动控制系统的存在，可以对以往比较传统的电动装置所存在的可靠性以及故障保护等方面的问题，进行有效的解决。同时，该系统的存在还可以对造成故障产生的实际原因进行实时性的显示，并且还可以对其进行有效的记录，以此来保证煤矿自动化的生产效果，同时，也满足煤矿自动生产化对于自动控制系统方面的需求。

参考文献：

[1]刘利.电动调节阀开度控制的研究与实现[J].机电工程，2017（2）：55.

[2]周海清.一种新颖的电动机多故障综合保护装置[J].电工技术，2018（6）：12.

作者简介：李可心，艾默生过程控制有限公司。