自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中的應用

劉小帆

摘 要：在20世紀，自動化控制技術引來發(fā)展的高潮，到了21世紀自動化控制技術已經成為最重要的高科技技術之一，各個領域都存在自動化技術的應用。本文將著重論述煤礦通風系統(tǒng)中自動化技術的應用，首先對自動化控制技術的內涵進行了闡述，其次對自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中應用的必要性分析，最后對自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中的應用從三個方面進行了研究。

關鍵詞：自動化控制技術;煤礦通風系統(tǒng);應用

前言

煤礦通風系統(tǒng)是通風方式和通風網絡的總稱，對于煤礦廠業(yè)的生產安全具有重要意義。煤礦通風系統(tǒng)可以給煤礦下開采人員提供充足的空氣，滿足人員對氧氣的需求;減少煤礦下的有害物質，比如有毒氣體和粉塵;調節(jié)煤礦下的氣候，為工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，保障人員的生命安全。自動化技術能大幅度提高煤礦通風系統(tǒng)的性能。它可以實現礦井環(huán)境的實時監(jiān)控，降低系統(tǒng)運行的成本，提高系統(tǒng)的應急能力。

1.自動化控制技術內涵

自動化控制技術是當今重要高科技技術之一，它能夠在無人監(jiān)管、參與的情形下，利用自身的控制裝置，讓生產的機械自動遵照人們設計的規(guī)律運作，生產的機械及被控對象可以是一個也可以是多個。連接控制中樞和被控對象的是通信網絡，通信網絡系統(tǒng)擁有諸多的通信接口的執(zhí)行元件、控制設備、檢測元件。控制中樞即計算機系統(tǒng)對生產過程進行統(tǒng)一的自動化管理，實現生產數據的處理，生產情況的監(jiān)控、分析以及調度?，F今自動化控制技術應用非常廣泛，技術、生產、軍事、管理、生活等各個領域，都離不開自動控制技術自動化控制技術。

2.自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中應用的必要性分析

目前，我國煤礦通風系統(tǒng)的設計存在較多缺陷，自動化設備不夠先進完備，計算機不能收集有效的生產數據，就無法實施智能化的統(tǒng)一管理，降低煤礦通風系統(tǒng)的安全性和可行性。自動化技術能大幅度提高煤礦通風系統(tǒng)的性能，對于提高煤礦產業(yè)的經濟效益具有重要意義。煤礦是我國重要的能源物質，煤礦產業(yè)更是我國的支柱產業(yè)，因此構建完善的煤礦通風自動化控制系統(tǒng)，實現無人監(jiān)管、參與至關重要。自動化控制系統(tǒng)不僅可以減少不必要的人力物力，節(jié)約成本，還可以改善人員工作的環(huán)境，提高工作的安全性和效率。通風環(huán)節(jié)是煤礦通風系統(tǒng)中保障生產安全的關鍵。煤礦通風有兩種方式，自然通風和機械通風。自然通風是利用自然氣壓產生的通風動力，向礦井輸送新鮮的空氣，而機械通風則是利用扇風機運轉產生的通風動力。由于自然通風壓力小，不穩(wěn)定，礦井一般采用機械通風的方式。

3.自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中的應用

煤礦通風系統(tǒng)中自動化控制技術由三部分組成：1.傳感器系統(tǒng)，用來感受內外環(huán)境的變化;2.通風系統(tǒng)，為工作人員提供充足的空氣;3.中央控制系統(tǒng)，煤礦通風系統(tǒng)的核心。

3.1傳感器系統(tǒng)設計

傳感器系統(tǒng)是用來感受內外環(huán)境的變化信號的系統(tǒng)，它包括傳感器信號調理器、信號處理系統(tǒng)、網絡傳感器系統(tǒng)、單片數據采集系統(tǒng)和16通道高速數據采集系統(tǒng)等。設計傳感器系統(tǒng)是發(fā)生器是首先要考慮的裝置。煤礦通風自動化控制系統(tǒng)中連接控制中樞和被控對象的是通信網絡，通信網絡系統(tǒng)擁有諸多的通信接口的執(zhí)行元件、控制設備、檢測元件。通信系統(tǒng)利用這些設備實現信號的輸入與輸出。多路信號的傳輸一般有兩種方式，時分制和頻分制。時分制的傳輸標準是時間次序，按照各路信號接收的時間順序，依次進行傳輸。頻分制的傳輸標準是頻率，按照各路信號的頻率分門別類進行傳輸。由于頻分制穩(wěn)定度高、設計簡單，實際操作一般選用頻分制。頻分制系統(tǒng)一般都要進行二重調制或三重調制。調頻制抗干擾性能好，遙測精度也容易得到保證。在設計時一方面應考慮盡量減少路際干擾，用增大頻偏來提高信噪比;另一方面又要考慮在保證傳輸精度的條件下滿足測量路數的要求。除此之外。煤礦的內外環(huán)境、風量等都會影響通風風量的控制。

3.2通風系統(tǒng)設計

煤礦通風有兩種方式，自然通風和機械通風。自然通風是利用自然氣壓產生的通風動力，向礦井輸送新鮮的空氣，而機械通風則是利用扇風機運轉產生的通風動力。由于自然通風壓力小，不穩(wěn)定，礦井一般采用機械通風的方式。風量的調節(jié)也有兩種方式：1.通過改變風門或調節(jié)百葉窗角度 風門和葉片的運行狀態(tài)可以由頻率接收器接收，輸送到系統(tǒng)的控制中樞，控制中樞識別信號，根據實際情況和風門、葉片的狀態(tài)，調節(jié)其轉動;2.調節(jié)通風機的電機轉速 通過調節(jié)通風機的電機轉速，找到適合的頻率。煤礦通風系統(tǒng)的自動化控制還可以通過定時裝置實現，設置爆破的時間，實現自動通風。國外發(fā)達國家用檢測元件實現通風機的轉數控制，控制標準為礦井環(huán)境，比如空氣的溫度、某種氣體的含量等。我國目前還不具備這一技術，仍在探索中。

3.3中央控制系統(tǒng)設計

中央控制系統(tǒng)是煤礦通風系統(tǒng)的核心，它的主體就是應用微型計算機。應用微型計算機是一種能夠自動、高速、精確地處理信息的現代化電子設備，它具有強大的運算能力和邏輯思維能力，通過預先設計好的程序對數據進行自動化處理。應用微型計算機具有準確度高、運行速度快等優(yōu)點，基本滿足煤礦通風自動化控制系統(tǒng)的所有要求。收集、處理傳感器輸送回來的數據是中央控制系統(tǒng)的主要任務之一，計算機分析數據后再對通風量進行調整。此外，中央控制系統(tǒng)也負責把控系統(tǒng)的安全。總而言之，中央控制系統(tǒng)通過對聲、光、電等各種設備的集中控制實現信息的處理、環(huán)境的監(jiān)控、執(zhí)行信號的傳輸、通風量的調節(jié)。

4.小結

煤礦是我國重要的能源物質，煤礦產業(yè)更是我國的支柱產業(yè)。煤礦通風系統(tǒng)是通風方式和通風網絡的總稱，對于煤礦廠業(yè)的生產安全具有重要意義。自動化控制技術能夠在無人監(jiān)管、參與的情形下，利用自身的控制裝置，讓生產的機械自動遵照人們設計的規(guī)律運作，減少煤炭開采的成本，提高安全性和工作效率。

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