煤礦井下電氣設備自動化控制應用與優(yōu)化

湯汝林

摘要：近幾年，PLC控制技術(shù)逐漸變得更加成熟，因此，其能夠被合理的應用到惡劣的煤礦井下工況環(huán)境中，從而使煤礦井下開采的工作效率能夠得到進一步提升。在煤礦井下作業(yè)過程中，如何實現(xiàn)高效、安全開采始終都是人們探討的一項重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：煤礦;井下電氣設備;自動化控制

引言：煤炭資源是一種重要的化工原料、燃料，為推動我國工業(yè)化建設進程的加快、促進我國社會經(jīng)濟的進步做出了重要的貢獻。幾十年來，我國煤炭事業(yè)蓬勃發(fā)展，煤礦開發(fā)程度不斷加深，同時，煤礦資源越來越少，煤礦開采環(huán)境也越來越惡劣，因此也逐漸提高了對煤礦生產(chǎn)設備的要求。將計算機、網(wǎng)絡、信息與自動化控制技術(shù)有機結(jié)合起來，可以促進煤礦井下電氣設備自動化水平的提高。與此同時，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，自動化控制技術(shù)不斷完善，煤礦井下開采過程中有效應用自動化控制技術(shù)，不僅可以提高煤炭開采效率，還有利于提升煤炭開采產(chǎn)量。此外，電氣設備自動化控制技術(shù)還可以良好地適應井下惡劣環(huán)境，有利于保障煤礦開采的安全性。

1. 煤礦井下電氣設備自動化控制的應用

1.1在采煤機中的應用

采煤機是一種重要的煤礦井下電氣設備，煤礦井下作業(yè)離不開該設備，所以對采煤機的運行效率與安全要求非常高。不過，由于采煤機的日常運行環(huán)境較為惡劣，且設備本身的工作系統(tǒng)非常復雜，所以經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題;同時，隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展及煤礦井下作業(yè)要求的不斷提高，采煤機的功能也在不斷增加，但這同時亦增加了其安全風險。面對這些問題，電氣設備自動化控制技術(shù)的應用是解決它們的最有效手段。通過在采煤機中應用電氣設備自動化控制技術(shù)，既可以提高采煤機的運行效率，又可以提高采煤機的運行安全性與穩(wěn)定性。尤其當出現(xiàn)設備故障后，電氣設備自動化控制系統(tǒng)可以及時發(fā)出警報并暫停設備運行，從而避免安全事故的發(fā)生。

1.2在礦井提升機中的應用

礦井提升機是在煤礦井下作業(yè)中所需的一項重要設備，由于礦井提升機的運行條件比較復雜，需在惡劣和繁重的環(huán)境下運作，所以出現(xiàn)故障問題的幾率較高。不過，在有了電氣設備自動化控制技術(shù)后，這一問題得以迎刃而解。通過在礦井提升機中應用電氣設備自動化控制技術(shù)，可以使之在內(nèi)部軟件的輔助下更高效率、高質(zhì)量地作業(yè)，同時還能夠有效節(jié)約電能消耗，節(jié)省煤礦生產(chǎn)成本。

1.3在皮帶輸送機中的應用

在煤礦井下作業(yè)中通常需要運用到皮帶輸送機，皮帶輸送機的運行特點是電壓高、功率大，如果皮帶輸送機不能穩(wěn)定運行的話，那么將會對煤礦井下作業(yè)造成十分不利的影響。皮帶輸送機在運行過程中必須要免除一切干擾，且保障運行效率與運行安全，而電氣設備自動化控制技術(shù)正提供了良好的抗干擾功能，同時還能夠?qū)υO備運行狀態(tài)實現(xiàn)實時監(jiān)控，以便于工作人員及時發(fā)現(xiàn)影響運行效率與運行安全的問題。

1.4在流體負荷設備中的應用

流體負荷設備也是在煤礦井下作業(yè)中的一類重要設備，常見的流體負荷設備有給水給液用泵設備、風機等。將電氣設備自動化控制技術(shù)應用到流體負荷設備中，可以使設備的工藝系統(tǒng)控制變得更加靈活。以抽水泵為例，通過應用電氣設備自動化控制技術(shù)，可以對抽水泵的平滑起停和加減速進行更加靈活的控制，從而既提高其運行效率，又保障其運行安全，以及還能夠降低其運行能耗。

2. 優(yōu)化電氣設備自動化控制系統(tǒng)

2.1做好設備選型

在設計自動化控制系統(tǒng)期間，要從礦井下的具體情況進行詳細分析入手，在充分考慮煤礦井下電氣設備具體情況的基礎上，分析電子設備的規(guī)模，以及系統(tǒng)需要達到的性能要求，在確保煤礦井下開采作業(yè)能夠順利進行的基礎上，盡量縮小對各種設備的選擇范圍，從而使設備的選擇變得簡單化。例如，在對煤礦井下的瓦斯?jié)舛冗M行檢測期間，在選擇自動化控制裝置時，通?？梢赃x擇微型設備，通過對其進行應用，完成對煤礦井下瓦斯?jié)舛鹊臏蚀_檢測，同時做好相應的分析工作，微型設備操作起來相對來說比較容易，應用簡單，因此得到了廣泛應用。如果在水泵機房控制過程中對電氣設備自動化控制進行應用，在實際應用前，要對泵的工作狀態(tài)進行詳細分析，并且依據(jù)分析結(jié)果，在PLC中完成相應的邏輯程序編制，由此可見，在對PLC進行選擇時，要選擇控電點較多的PLC，從而更好的完成相應的控制工作，為煤礦井下開采作業(yè)的順利進行提供支持。設計自動化控制系統(tǒng)時，應當嚴格的依據(jù)煤礦井下采用的電氣設備的具體情況，對I/O點數(shù)進行確定，同時，依據(jù)類型的差異[1]，對清單進行統(tǒng)計，然后需要有足夠的資金購買相應的硬件設備，避免由于資金不足，無法完成對硬件的購買，導致系統(tǒng)無法正常運行，煤礦井下的開采作業(yè)造成不良影響。完成對硬件的選擇，應當依據(jù)具體情況，選擇相應的軟件編程工具，完成對自動化控制系統(tǒng)軟件的快速編程，從而使其作用能夠得到充分發(fā)揮。

2.2創(chuàng)新系統(tǒng)中的硬件

對煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)進行優(yōu)化的過程中，硬件的優(yōu)化與創(chuàng)新是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。煤礦井下環(huán)境比較惡劣，同時井下供電不夠穩(wěn)定，這些因素均會給煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性造成嚴重的影響。對硬件進行優(yōu)化的時候，首先可以在輸入電路部分配置電源凈化裝置，應用一比一隔離變壓器，并借助一比一隔離變壓器的初級線圈、次級線圈屏蔽層，連接電氣設備的中性點，從而達到控制電氣設備自動化控制系統(tǒng)脈沖干擾的效果;其次，針對自動化控制系統(tǒng)，通過凈化其24V直流供電電源，并適當調(diào)節(jié)供電負載，便能有效預防周邊電路的短路;再次，根據(jù)電氣設備控制要求，采用晶體管對輸出電路的調(diào)速裝置、各種指示標識等進行輸出，便可以提高調(diào)速裝置、各種指示標識的響應速度[2]。例如，在煤礦水泵機房中應用PLC，PLC在電氣設備自動化控制系統(tǒng)中輸出頻率為每分鐘6次，選擇輸出方式的時候，可應用繼電器輸出，從而提高其帶負載、抗干擾性能。除此之外，電氣設備自動化控制系統(tǒng)的運行安全性、穩(wěn)定性及準確性，在很大程度上受到電磁干擾的影響，而煤礦井下環(huán)境惡劣，不可避免地存在電磁干擾。基于這樣的原因，對煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)進行優(yōu)化的過程中，也要注意電磁干擾屏蔽、電磁干擾防護等措施，積極應用新技術(shù)，提高電氣設備自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性，使其能夠在復雜的煤礦井下環(huán)境中得到正常運行，確保煤礦開采效率與質(zhì)量。

2.3創(chuàng)新系統(tǒng)中應用的軟件

基本程序和模塊成熟是自動化控制系統(tǒng)軟件進行設計過程中的兩項重要內(nèi)容。煤礦井下開采期間，要對采用的電氣設備的性能，以及相應的工藝，完成對具體程序的調(diào)整，從而保證電氣設備各項動作都不會存在任何問題，保證煤礦開采的順利進行。同時，在模塊設計期間，還應當便于后期對程序進行適當拓展，豐富系統(tǒng)的功能。此外，在自動化控制程序編制期間，應當劃分為多個不同的子模塊，對各個模塊編寫，同時做好相應的調(diào)試工作，形成一個完整的程序，最終對其進行合理應用[3]。

結(jié)論：

簡而言之，隨著科學技術(shù)的不斷進步，煤礦井下開采過程中有效應用電氣設備自動化控制技術(shù)，便可以實現(xiàn)煤礦開采效率的提高。但就現(xiàn)階段來說，煤礦井下電氣設備自動化控制方面還存在一定的問題，因此，應積極對煤礦井下電氣設備自動化控制進行優(yōu)化，重點注意選型、硬件以及軟件的優(yōu)化，促進電氣設備自動化控制水平的提高，為保障煤礦生產(chǎn)安全提供良好的技術(shù)支持。

參考文獻：

[1]劉曾輝.煤礦井下電氣設備自動化控制應用與優(yōu)化[J].科技創(chuàng)新與應用，2018（18）：103.

[2]王華芳.煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)研究[J].能源與節(jié)能，2017（04）：180-181.

[3]毛艷青.煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)設計[J].機械研究與應用，2019，28（06）：157-158.