文/張冬冬

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)利用了自動化控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)更好的工作效果，其重點(diǎn)就是實現(xiàn)對井下環(huán)境的準(zhǔn)確監(jiān)測，在準(zhǔn)確探測各種相關(guān)信息的情況下充分發(fā)揮自動化和智能化的特性，對各通風(fēng)設(shè)備下達(dá)正確的執(zhí)行指令，從而實現(xiàn)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的自動化工作，并且在相關(guān)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用之下有效降低各種通風(fēng)設(shè)備的能源消耗，加強(qiáng)企業(yè)的節(jié)能減排工作，有效提高通風(fēng)系統(tǒng)的工作質(zhì)量，強(qiáng)化了煤礦的安全生產(chǎn)能力，下面我們對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)進(jìn)行分析。

1 煤礦通風(fēng)自動化控制技術(shù)的重要性

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制有兩個方面的優(yōu)勢，首先是安全性的提高，這也是最為重要的一點(diǎn)，煤礦通風(fēng)系統(tǒng)本身屬于煤礦安全保障系統(tǒng)的組成部分，其主要工作目的是將外部新鮮空氣引入井下，有效改善井下空氣環(huán)境，同時防止井下的一些有害氣體及危險燃爆物濃度過高引發(fā)危險，我們使用的通風(fēng)設(shè)備是通風(fēng)機(jī)組，依靠異步電動機(jī)帶動風(fēng)機(jī)實現(xiàn)井下的通風(fēng)，那么實現(xiàn)自動化控制對于通風(fēng)系統(tǒng)保障井下空氣環(huán)境就非常重要了，首先自動化控制系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷井下具體情況，對風(fēng)機(jī)及擋板進(jìn)行自動化的控制，根據(jù)實際情況來具體決定風(fēng)量及風(fēng)機(jī)送風(fēng)強(qiáng)度等，自動化的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對井下情況的精確識別，同時又做到了對通風(fēng)設(shè)備的自動化控制，大大提升了井下作業(yè)安全，更加突出了通風(fēng)系統(tǒng)的安全保障能力。安全生產(chǎn)作為煤礦企業(yè)的第一要務(wù)其重要性應(yīng)該擺在首要地位，而自動化的控制系統(tǒng)正式保障煤礦安全生產(chǎn)的重要安全保障系統(tǒng)，從這個方面來看該系統(tǒng)的重要性是非常高的。其次是節(jié)能性特點(diǎn)，煤礦開采作為高能耗行業(yè)一直受到國家的重視，在新時期全國倡導(dǎo)節(jié)能減排的大環(huán)境下，煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中也被要求降低自身能耗，那么通風(fēng)系統(tǒng)作為耗電的重要設(shè)備，其能耗受到廣泛關(guān)注，傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)由異步電動機(jī)帶動，由于異步電動機(jī)在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)上使用的是電磁調(diào)節(jié)，這種方式在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的過程中造成了大量的能源損耗，在節(jié)能方面存在一定問題，而采用自動化控制技術(shù)的情況下我們采用變頻器來實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，過程中不會出現(xiàn)能耗損失，節(jié)能性能優(yōu)異。

2 自動化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 PLC應(yīng)用

PLC 又稱可編程控制器，作為計算機(jī)技術(shù)下的自動化控制模塊，PLC 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯上的自主運(yùn)算同時也能針對對各種不同情況依據(jù)數(shù)據(jù)的提供來制定相應(yīng)的執(zhí)行指令，從而實現(xiàn)設(shè)備的自動化控制。在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)上，PLC承擔(dān)了相當(dāng)重要的角色，通風(fēng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，在對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，主要是改變風(fēng)量的大小從而改善井下空氣環(huán)境，那么通風(fēng)系統(tǒng)想要改變自身輸出風(fēng)量主要是靠改變電機(jī)轉(zhuǎn)速以及改擋變風(fēng)板和閥門來對風(fēng)向輸出進(jìn)行控制，根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的這一特點(diǎn)，自動化控制技術(shù)的PLC 控制模塊可以實現(xiàn)以下自動控制，首先是對電動機(jī)轉(zhuǎn)速的自動化調(diào)節(jié)，通過各種傳感器以及其他檢測設(shè)備自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對井下空氣環(huán)境的全方位監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)井下各種有害及燃爆氣體或者粉塵濃度過高時，就會自動啟動通風(fēng)系統(tǒng)，并且持續(xù)強(qiáng)化通風(fēng)至各種有害物質(zhì)濃度降至PLC 中設(shè)定的安全數(shù)值以下為止，在這一過程中PLC可以對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，在自動化控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量不足以快速使井下環(huán)境改善的情況下，PLC 就會自動對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，增加電機(jī)輸出功率從而加大風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量從而實現(xiàn)對井下環(huán)境的快速改善。另一方面，PLC 也會根據(jù)具體情況來決定以何種方式來改變送風(fēng)量，在有些情況下需要改變電機(jī)轉(zhuǎn)速提升送風(fēng)量，而在有些情況下自動化控制系統(tǒng)會對擋風(fēng)板的開合度進(jìn)行控制，依靠改變擋風(fēng)板與風(fēng)機(jī)的角度調(diào)節(jié)來改變風(fēng)阻從而實現(xiàn)對風(fēng)量的控制，如果這種形式能夠滿足井下空氣環(huán)境的調(diào)節(jié)那么系統(tǒng)將自動選擇使用該方式來進(jìn)行調(diào)節(jié)，保障系統(tǒng)能的節(jié)能要求。

2.2 變頻技術(shù)

變頻技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用主要是改變了傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式，在傳統(tǒng)情況下，我們對異步電機(jī)進(jìn)行調(diào)速需要進(jìn)行電磁調(diào)速，也就是利用電機(jī)系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備在接到調(diào)速指令后改變內(nèi)部電流，對電機(jī)內(nèi)部的磁場強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，但是這種手段調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速能耗消耗比較大，在增加電機(jī)轉(zhuǎn)速的情況下同樣消耗大量能源，而變頻器的技術(shù)特點(diǎn)是能夠?qū)⒔涣麟娮優(yōu)橹绷麟娫賹⒅绷麟娮優(yōu)轭l率不同的交流電，或者將直流電變?yōu)榻涣麟娫谥v交流電變?yōu)轭l率不同的直流電，總之使用變頻技術(shù)在調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的過程中只有頻率上的變化而沒有電能上的變化，所以使用變頻技術(shù)來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)了節(jié)能要求，現(xiàn)階段使用變頻技術(shù)來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速在能耗上可以實現(xiàn)20%-75%左右的節(jié)能效果，具體數(shù)值要根據(jù)實際情況和電機(jī)種類來進(jìn)行分別研究。但是有一點(diǎn)我們可以確定，使用變頻技術(shù)大大降低了通風(fēng)系統(tǒng)中電機(jī)的能耗，實現(xiàn)了對整個自動化控制系統(tǒng)的能耗控制，同時變頻技術(shù)對于電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)更加精確，能夠通過PLC 發(fā)送的控制指令來準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速從而實現(xiàn)風(fēng)量的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，這也是自動化控制系統(tǒng)的對電機(jī)控制的要求，變頻技術(shù)還能實現(xiàn)電機(jī)的軟啟動，延長了電機(jī)的使用壽命，軟啟動相較于傳統(tǒng)的硬啟動能夠有效保護(hù)電機(jī)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少由于磨損造成的使用壽命降低。所以變頻技術(shù)也是煤礦通風(fēng)系統(tǒng)自動化控制的重要技術(shù)應(yīng)用之一。

2.3 計算機(jī)及傳感器技術(shù)

想要實現(xiàn)對井下空氣環(huán)境及相關(guān)成分的監(jiān)測，傳感器技術(shù)就顯得必不可少，傳感器是一種對外部環(huán)境的感知設(shè)備，它的感應(yīng)探頭能夠有效感應(yīng)到被測物質(zhì)，并且將相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給控制系統(tǒng)，我們在煤礦井下想要有效監(jiān)測空氣中當(dāng)前的物質(zhì)成分就必須要利用到傳感器，傳感器猶如人類的各種感官一樣，能夠讓察覺環(huán)境中被檢測物質(zhì)的具體變化情況，有了傳感器提供的相應(yīng)數(shù)據(jù)，自動化控制系統(tǒng)才能了解到井下的具體空氣環(huán)境情況，并且根據(jù)傳感器提供的相關(guān)數(shù)據(jù)來進(jìn)行風(fēng)量的調(diào)節(jié)，可以說傳感器就是整個自動化控制系統(tǒng)的信息感知設(shè)備。工業(yè)自動化控制中另一個重要技術(shù)就是計算機(jī)技術(shù)，這里我們要講的計算技術(shù)不僅僅是控制系統(tǒng)中的處理端，而是整個系統(tǒng)中所有與計算機(jī)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)應(yīng)用，在整個自動化控制系統(tǒng)中，我們對于計算機(jī)及其相關(guān)配套技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，首先，我們需要計算機(jī)系統(tǒng)在整個自動化控制過程中進(jìn)行信息的處理和傳遞，將各種信息及初級處理意見傳遞給控制器，由控制器進(jìn)行具體的指令發(fā)送，并且在整個系統(tǒng)中我們應(yīng)用到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來實現(xiàn)對各設(shè)備之間的連接，建立數(shù)據(jù)及指令傳輸通道，而為了實現(xiàn)高速信息傳遞我們在系統(tǒng)的連接上采用光纖網(wǎng)絡(luò)的形式，不僅極大地強(qiáng)化了數(shù)據(jù)傳輸速度同時也保障了出具傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，可以說計算機(jī)及傳感器技術(shù)就是整個自動化控制系統(tǒng)的神經(jīng)和感官器官，他們不僅承擔(dān)著對各種情況的了解感受任務(wù)同時也承擔(dān)著對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳遞各控制的作用。

3 結(jié)束語

實現(xiàn)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的自動化控制是提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)安全的重要措施，并且采用自動化控制技術(shù)來對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行控制明顯降低了人力勞動輸出，提升了整體的作業(yè)效率，并且在實現(xiàn)自動化控制后通風(fēng)系統(tǒng)的能耗被有效降低，實現(xiàn)了企業(yè)節(jié)能減排的要求有利于企業(yè)的效益和可持續(xù)發(fā)展。