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【關(guān)鍵詞】煤礦；井下；電氣設(shè)備；自動化控制；應(yīng)用；優(yōu)化

煤礦是人們在生產(chǎn)生活中的必需資源，也是一種稀缺資源，所以我國一直都十分重視煤礦行業(yè)的發(fā)展，以提高煤礦生產(chǎn)效率為第一目標。任何行業(yè)的發(fā)展都離不開現(xiàn)代科技的支持，煤礦行業(yè)自然也不例外。眾所周知，煤礦井下作業(yè)是一項高危性工作，在實際作業(yè)中，不但要求作業(yè)安全，還要求作業(yè)效率高，但若想同時保證這兩點并不容易。后來，通過應(yīng)用先進的煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制技術(shù)，這一難題得到了很好的解決。而若想充分發(fā)揮出煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制技術(shù)的優(yōu)勢，還需要對其進行有效的應(yīng)用及合理的優(yōu)化。

1煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制的應(yīng)用

1.1在采煤機中的應(yīng)用

采煤機是一種重要的煤礦井下電氣設(shè)備，煤礦井下作業(yè)離不開該設(shè)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(shè)備本身的工作系統(tǒng)非常復(fù)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(shè)備自動化控制技術(shù)的應(yīng)用是解決它們的最有效手段。通過在采煤機中應(yīng)用電氣設(shè)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(shè)備故障后，電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)可以及時發(fā)出警報并暫停設(shè)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(yīng)用

礦井提升機是在煤礦井下作業(yè)中所需的一項重要設(shè)備，由于礦井提升機的運行條件比較復(fù)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(shè)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(yīng)用電氣設(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)備中的應(yīng)用

流體負荷設(shè)備也是在煤礦井下作業(yè)中的一類重要設(shè)備，常見的流體負荷設(shè)備有給水給液用泵設(shè)備、風機等。將電氣設(shè)備自動化控制技術(shù)應(yīng)用到流體負荷設(shè)備中，可以使設(shè)備的工藝系統(tǒng)控制變得更加靈活。以抽水泵為例，通過應(yīng)用電氣設(shè)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煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制的優(yōu)化

2.1硬件系統(tǒng)的優(yōu)化

2.1.1優(yōu)化輸入電路若想優(yōu)化輸入電路，首先要考慮當系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下的可編程邏輯控制器供電電源所對應(yīng)的電壓。一般情況下，煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)的可編程邏輯控制器端供電電壓約在85V-240V范圍內(nèi)，但從系統(tǒng)的實際運行角度上來看，由于煤礦井下作業(yè)環(huán)境及現(xiàn)場管理復(fù)雜，同時干擾因素較多，所以為了保障電路的穩(wěn)定性，往往需要在供電線路上安裝相應(yīng)的電源凈化設(shè)備，如濾波器。在具體的硬件系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中，應(yīng)使可編程邏輯控制器的輸入電源與電壓保持為24V的直流電；還要不斷完善周邊電路的配置結(jié)構(gòu)，避免短路等問題；另外為避免發(fā)生過載或短路等問題，還應(yīng)保證所采用的保險絲質(zhì)量與性能合格。濾波器的工作原理如圖1所示。

2.1.2優(yōu)化輸出電路在對輸出電路進行優(yōu)化之時，應(yīng)當要充分考慮到煤礦井下作業(yè)的實際情況與需求。一般情況下，煤礦井下電氣設(shè)備都需要依賴于晶體管才能夠高效地完成指示、標志、調(diào)速等輸出工作，晶體管的應(yīng)用既適應(yīng)于煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制的高頻性動作，又有著符合要求的響應(yīng)速度。在具體的輸出電路優(yōu)化設(shè)計中，一者應(yīng)當要避免浪涌電流，二者應(yīng)當要防止芯片損壞。一般可以將二極管直接在輸出電路盤上進行續(xù)接，從而使系統(tǒng)產(chǎn)生的浪涌電流及時被吸收，有效發(fā)揮出對系統(tǒng)芯片的保護作用。當煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)的輸出頻率在7-10次/min范圍內(nèi)時，也可使用中間或者固態(tài)繼電器進行輸出，從而提高系統(tǒng)的抗干擾能力和帶負載能力。

2.1.3優(yōu)化抗干擾能力研究發(fā)現(xiàn)，對煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)干擾最大的因素主要是電磁脈沖，所以在優(yōu)化抗干擾能力之時，應(yīng)當重點防止電磁脈沖對系統(tǒng)芯片的干擾。具體來說，首先可以應(yīng)用隔離變壓器裝置，并優(yōu)選1：1超隔離變壓器，因為它可以有效控制相關(guān)干擾因素；其次可以應(yīng)用金屬外殼，即將可編程邏輯控制器設(shè)置在金屬工作柜上，以用于屏蔽電磁；再者還可以通過對系統(tǒng)的布線方案進行優(yōu)化改造來加強抗干擾能力，如將強電動力線和弱電信號線兩線進行分開布設(shè)。

2.2軟件系統(tǒng)的優(yōu)化

2.2.1優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)是優(yōu)化煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制軟件系統(tǒng)的重要一點。常見的程序結(jié)構(gòu)形式有兩種：基本程序結(jié)構(gòu)、模塊化結(jié)構(gòu)。在實際優(yōu)化設(shè)計中，應(yīng)當充分結(jié)合煤礦井下作業(yè)的實際需求對程序結(jié)構(gòu)進行合理選擇。具體來說，首先應(yīng)根據(jù)煤礦井下作業(yè)現(xiàn)場的實際情況來對控制目標進行模塊劃分，保證每個模塊下都有詳細的子任務(wù)；其次要對各個子模塊的任務(wù)一一進行編寫和調(diào)試，并將之拼裝為一個完整的軟件程序。

2.2.2優(yōu)化程序過程在煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制軟件系統(tǒng)的程序過程的優(yōu)化設(shè)計中，首先要結(jié)合煤礦井下作業(yè)的實際情況合理優(yōu)化I/O接口的分配情況；其次要集中編制煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)中的計數(shù)器和定時器等；再者還要優(yōu)化可編程邏輯控制器的程序設(shè)計，盡量簡化其邏輯結(jié)構(gòu)、減少其內(nèi)存占用量，以提高系統(tǒng)的運行效率。

3結(jié)語

綜上所述，在煤礦井下作業(yè)中，離不開對各種高新技術(shù)的應(yīng)用，煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制技術(shù)就是其中之一。通過應(yīng)用煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制技術(shù)，既能夠有效提高作業(yè)效率，又能夠有效保障作業(yè)安全，所以現(xiàn)代煤礦行業(yè)的發(fā)展離不開該技術(shù)。煤礦井下電氣設(shè)備自動化控制技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在煤礦井下作業(yè)的方方面面，但良好應(yīng)用它的前提是對系統(tǒng)進行不斷優(yōu)化，這樣才能夠充分發(fā)揮出其優(yōu)勢。

參考文獻

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作者：張海將 單位：山西西山煤電股份有限公司西銘礦