煤礦自動化控制精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇煤礦自動化控制范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：自動化控制；煤礦；通風；

一、基于IP協議的控制系統在煤礦通風中的應用

1.1系統主要功能

一是現場手動操控功能，即可以不經過分站控制器，完全通過人工操控系統外部硬件，實現風機的啟動、暫停和停止；二是半自動操控功能，即人工現場操控遠程系統的主分站，有針對性的選擇風機的啟動、暫停和停止；三是自控功能，即系統通過現場采集對風機的狀態信息實施分站，以決定風機的自動化控制啟動、暫停、停止，達到礦井生產的需求；四是“三遙”功能，即遙測和遙信以及遙控功能。遙測功能主要是對現場通風系統風機的風量、風壓和瓦斯濃度以及電機的速度、溫度、電壓、電流和功率等數值進程遠程測量，并傳遞給系統主機，遙信功能則是遠程采集風機、風門和電機現場開關的狀態量，并傳遞給系統主機；遙控功能則是負責實施遠方系統主機的操控命令；五是數據顯示功能，即能對監測到的遠方和本地的信號數據實時顯示；六是故障記憶功能，即故障自動發生之后自動記錄故障發生的相關數據信息；七是自動報警功能，即只要系統監測值超過預設的極限值，不管是在遠方還是本地系統都能自動報警；八是冗余功能，即在系統局部出現故障之后，盡可能的維護整個系統安全有效的工作；九是拓展功能，即能在需要增加監控分站時，確保能隨時與系統相連接。

1.2煤礦通風系統實現自動化控制的運轉

應用這一系統之后的煤礦自動化控制通風系統主要由地面集控中心和工業以太環形網絡與監控及信息集成分站三部分構成。主站借助以太網實現系統分站數據的實時交換，自動化控制系統分站則負責接收和執行系統主站的指令。

二、通風變頻自動化控制系統在煤礦通風中的應用分析

2.1實現煤礦通風系統變頻自動化控制的基本前提和原理

實現煤礦通風系統變頻自動化控制，必須基于改造原有設備的前提之下。其原理是：將原控制柜與變頻控制柜相并聯，借助變頻器操控風機，以實現變頻與工頻雙回路操作系統的控制，并采取“一拖二”、“一用一備”的操作系統方式用于操控主通風機，最終實現變頻與工頻之間的自動切換。該系統主要是運用2臺自動化控制的變頻器，并分別由一臺自動化控制的變頻器操控，再將原有的風門控制閥箱撤銷，可編程系統控制器由變頻自動化控制系統控制柜直接操控，達到煤礦通風的需要。

2.2煤礦通風系統變頻自動化控制的改造技術

煤礦通風系統變頻自動化控制的改造，首先應將監視并控制分布式集控系統和遠程通信系統的接口聯網，達到遠程監視與控制的目的，并能在微機監控上實現啟動和監控主通風機的任意一臺電機及運行實況；其次，在改造過程中，應在自動化控制的變頻柜上設置能自動和手動的兩種風量調控方式，并能在電機風量自動調節的情況下，能根據指定風量，實現自動化控制的調控變頻器，并輸出變頻器運行的頻率，實現頻率與風量的自動化控制閉環操控；最后，經改造的煤礦通風系統，既要具備過流、過壓、電源缺、過載和欠壓的聲光報警功能，又要實現自動性的保護功能以及頻率的顯示、運行狀態的指示和電源顯示的功能，更能在故障發生第一時間自動發出報警信號以及各種參數在各控制系統內得到即時顯示的功能。

2.3煤礦通風系統變頻自動化控制改造效果

煤礦通風系統的變頻自動化控制改造，其效果主要有：一是實現原工頻和變頻相互閉鎖的控制，借助PIE變頻控制技術進行全程控制，控制通風機的方式主要有自動、微機和就地控制方式，但大都選用自動化控制的方式運行，這樣變頻器一旦出現故障就能立即切換至主通風機；二是通風機實現柔性啟動，能從0～50Hz就系統電網進行適時、合理的調整，在減少機械之間相互掌機的同時降低電動機的運轉溫度和噪音，進而延長電動機的使用年限；三是具有較好的節電效果，節電率高達37%，這些節約的電費為企業實現經濟效益最大化的同時也保證了煤礦安全高效的生產。

三、煤礦自動化控制的發展方向

3.1煤礦自動化控制實現由過程控制系統到現場信息集成的發展方向

自動化控制技術的高速發展為完成過程控制系統的自動化控制奠定了堅實的基礎，高度的現場信息集成是實現過程控制中集控遠控的基本要求。以往的過程控制自動化控制系統雖然可以滿足現場設備的自動化控制控制的需求，但是卻不能夠為遠程的監控提供充足的現場設備的各類信息，也就是說，傳統的過程控制自動化控制系統遠程監測現場設備的能力相對較弱。智能化儀表、工業以太網與現場總線等技術的不斷發展成為了實現過程控制系統的現場信息高度集成的有力基礎。過程控制自動化控制的思路就是以各類設備自動化控制為基礎，實現煤礦安全生產的自動化控制、信息化、網絡化、數字化、機械化，并且形成遠程、本地、移動、固定的立體性數字信息的網絡管理系統。

3.2建立基于企業級的中央集控的系統是煤礦自動化控制控制的必然趨勢

在礦井一級的自動化控制集中過程控制中心引進高新的礦下采煤操作的過程控制系統，建設高效和先進的自動化控制過程控制系統，使用最新的自動化控制采煤機器和工業以太網等先進技術，并且以建設煤礦集中控制中心為基礎，實現了在企業的集控中心來完成對煤礦設備的遠程監測、遠程控制以及遠程管理。在集中控制中心使用統一的、標準的組態軟件實施編程，在地面上進行各種設備或系統的現場參數化，并且經過地面的支援中心實施遠程診斷，然后下達故障指令以及通知礦井工作人員及時進行處理和維護，實現集中統一企業的各類資源。

3.3未來的企業級遠程集中控制中心主要功能

a） 通過快速的通訊輸送網和高效的自動管理網，實現了遠程在線監測、控制和操作對企業所有煤礦的采煤、挖掘、運送、提升等各類系統的全部生產過程；

b）利用中心集控的軟件，監測礦井內部各種設備的運行狀況，遠程診斷而且對煤礦設備參數進行適宜調整，做出設備的檢查、維護等計劃，再依據設備或系統的不同故障類型下達不同的維修指令，通知煤礦人員迅速處理現場問題；

c） 在企業的集控中心內建立成企業級數據庫，利用煤礦生產執行系統，綜合分析生產各環節的數據，優化煤礦生產過程，合理安排關鍵設備的檢修時間。在集控中，實施煤礦生產計劃的安排、下達、檢測和反饋，達到對各種設備、備件、備品的優化調度和合理配置的目標。

四、結語

總之，將自動化控制技術在煤礦通風中的應用具有十分重要的意義。但也是一份十分系統、復雜的工作。為確實提高煤礦通風系統的自動化控制水平，我們在注重提升專業技能的同時還應堅持節能環保、以人為本的基本原則，確保煤礦安全、有效、高效地運行。

參考文獻：

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[3]張昊。 城郊煤礦綜采工作面自動化控制監控系統[J]。 煤炭科技，2012，（3）。

篇(2)

關鍵詞 煤礦井下；中央泵房；自動化控制

中圖分類號TD744 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）57-0147-02

1 中央泵房自動化控制系統概述

在本文提到的系統1650中央泵房中，共有5臺D280－65×5水泵，配用電機功率400kW、電壓6kV；聯絡閥門共15臺；水倉分為外倉、內倉；排水管路Ф325鋼管3趟；采用真空泵和水射流進行抽真空，且互為備用；日平均涌水量720m3左右。將主排水泵作為井下排水設備，包括水泵、電機、底座、配水閥、真空泵總成、止回閥、閘閥、真空表、壓力表、水位計等構造。每臺水泵包括1臺電機、1個整體底座、3個閘閥、1個止回閥、1套真空泵、真空表和壓力表。

在該系統中，主要由PLC支持數據自動采集功能，將PLC模擬量的輸入模塊，通過傳感器功能，連續實行對水倉水位的檢測，轉換、處理水位變化信號，計算單位時間內不同水段的水位上升情況，進而判斷井下涌水量，控制排水泵的啟動與停止。利用系統中的水泵軸溫、電機電流、電機溫度、排水管流量等，以監測電機、水泵的運行狀況，發揮監控報警作用，避免水泵及電機損壞。在PLC數字量輸入模塊中，將各種信號采集到PLC中，并作為處理邏輯的依據與條件，實現對排水泵的控制。

2 煤礦井下中央泵房自動化控制的功能實現

在該系統中，采取礦用一般型的控制柜，配以集中操作臺實現對水泵的自動控制，在水泵房設一臺控制站。在每臺水泵旁設就地控制箱，除了就地實現每套水泵及設備的開停之外，還要實行就地/集控轉換。在該系統中，具備現場變成、簡單易操作、可擴展輸入/輸出點數等特點，除了完成單機控制水泵功能之外，還可通過工業以太網傳輸接口模塊與設置在井下中央變電所的網絡交換機連接，由井上調度中心監控所有排水泵等被控設備?？刂葡到y應具有較強的抗干擾能力，并具有漢字顯示功能，可自動漢字提示故障信號和系統有關信息。

2.1 操作方法

在該系統中，主要分為遙控操作與手動操作兩種方式，一般以遙控方式為主。一方面，遙控方式。通過地面控制器的遠程設備控制，監控各個設備的運行狀態以及運行參數變化等。根據實際液位的高低、上水等狀況，再加上峰谷電價的因素影響等，自動啟動、停止水泵，實現水泵和閥門之間的聯鎖啟停，檢測各個設備的運行狀態，如果發生故障則可自動停機并提示報警，實現無人值守功能；另一方面，手動方式。根據水倉中的水位情況，確定需要開啟的水泵臺數，可由操作人員在觸摸屏中手動操作水泵，并作為故障檢修的主要方式。

2.2 液位控制

利用液位傳感器，實時監控煤礦井下水池液位。在高液位狀態下，無論是否峰谷電價時段，都可以根據自動輪換原則，啟動水泵。如果液位持續升高，則啟動多臺水泵；在低液位狀態下，可無條件將所有泵停止。在水倉水位的保護裝置中，分別設置獨立液位計，作為備用，并在水倉壁中設置水位刻度尺，實時監測。

在該系統中，選用超聲波液位傳感器，它具有高精度、非接觸式、非機械型、維護方便、安裝容易、標定簡單等許多優點。當水位達到水位2時，若處于低計費時段，可以立即啟動，若處于高計費段，則暫緩啟動。當水位繼續上升至水位3時，則不論電網如何，必須啟動水泵。若水位繼續上升至水位4時，則表明一臺水泵的排水量已不足于排除礦井出水，必須啟動第二臺水泵，兩臺水泵一齊排水，以礦井的最大排水能力來排除礦井出水。不論投入幾臺泵，水位必須下降到水位1方可停泵。上述水位1至水位4均由超聲液位計將模擬信號送入PLC，由PLC通過軟件標定。分時計費亦由PLC通過軟件標定。

2.3 通訊功能

在該系統中，配備以太網通訊模塊及光纖以太網交換機等設備，可利用光纜記錄中央泵房中的水泵機組運行狀況、參數、現場視頻、故障信息等，并上傳至地面控制室，再由地面控制室將信息公布到煤礦局域網中。管理人員經過授權后，可在IE瀏覽器中登錄，又可通過任何一臺計算機連接局域網，進入到用戶界面，查看相關信息，包括井下排水系統的工作狀態、運行數據、現場視頻、故障信息等，進而全面掌握現場運行狀況。另外，根據不同的授權等級，高級用戶還可遠程控制，實現無人值守，確保系統的安全、穩定運行。

2.4 水泵設置

每臺水泵設置遠控、自動、手動和檢修四種工作方式，工作方式可直接在本機上設定或由地面主機設定。當水位達到高位或不在高位而處在用電低谷時間內，將自動啟動運行泵，當達到低位或不在高位而處在用電高峰時間內時自動停泵。當水位達到上限水位時，自動啟動“運行泵”及“備用泵”，直到水位低于高位時停止“備用泵”只運行“運行泵”， 當達到低位或不在高位而處在用電高峰時間內時自動停泵。

2.5 峰谷電價控制

在該系統運行過程中，根據電網負荷以及供電部門的平段、峰段、谷段等時間段控制，在水位不高的狀況下，盡量做到“削峰填谷”，合理設定開水泵與停水泵時間，合理應用電網信息，提高煤礦電網的運行質量。如果射流抽真空控制水泵的葉輪完全淹沒在水中，那么泵體內就會產生一定的真空度，滿足正常排水需要。否則，真空度不足，泵內仍存有空氣，那么可能出現各種故障。在該系統中，采取真空泵抽真空的方式，滿足系統運行需要。

3 煤礦井下中央泵房自動化控制的工作環節

在煤礦井下的中央泵房自動化控制中，主要分為幾大工作環節，具體分析如下：

1）自動注水

只有當葉輪完全淹沒在水中，水泵中才能保持一定的真空度，確保正常排水。如果真空度不足，那么泵內就會產生空氣，產生轉動部件被燒壞或者不上水問題。因此，在設備啟動之前，進行自動注水，是水泵工作的基礎環節。在本方案中，采取噴射泵或者底閥抽真空，利用高精度的真空傳感器，對真空度進行監測，其中流量與電流為真空度監測的后備。

2）閘閥的操作

為了降低設備的啟動功率，在操作水泵規程中，要求必須在出水閘閥關閉的狀況下使用離心式水泵。在停止運行水泵時，為了減少水錘事故，應將閘閥關閉，逐漸減少流動速度，最終停車。。如果泵中已經充滿水，以1號泵為例，具體實施過程為：先啟動1號電機，將對應電動閥打開；停止后，現將電動閥關閉，然后停止1號電機的運行。

3）參數的傳輸

在操作臺的模擬屏上可模擬顯示水倉水位、水泵流量、水泵壓力及電動機、電磁閥和電動閥的各種工作狀態。所有的檢測參數及工作狀態均可由井下PLC通過傳輸網絡傳送給地面計算機，由計算機分析處理，在顯示器上模擬顯示，并做出曲線、報表，以利于地面管理人員作出正確判斷，向井下可編程控制器發出控制命令。

4）故障的保護

水泵電機容量大，耗電量高，屬一級負荷。因此，對排水設備自動控制系統的安全性、可靠性要求較高。本系統設有以下幾種保護形式：（1）流量保護。當水泵啟動后或正常運行中，如流量達不到正常值，通過流量保護裝置使本臺水泵停車，轉為啟動另一臺水泵；（2）電動機故障。PLC監視水泵電機欠壓、過流、短路等故障，由高壓開關柜的綜合保護器提供，并參與控制；（3）電動閘閥故障。由電動機綜保監視閘閥電機的主要保護并參與控制。

5）電動機控制

在這一環節中，是綜合自動化控制排水系統的重要環節，主要包括接觸器、中間繼電器和PLC。通過與前面幾個環節的配合，結合水位實際情況，決定水泵的開停。為了避免由于長期不使用備用閥而造成電機受潮或者其他故障，在緊急狀況下不能發揮效應，甚至不利于礦井安全。因此，電動機控制工作采取“輪換工作”，以便及時發現故障、及時修理，提高礦井安全。該系統根據開啟水泵的次數，根據一定順序開啟水泵。如果檢查到某臺設備存在故障，則該水泵退出輪換程序，其余各泵繼續按照輪換工作制運行。

總之，該套中央泵房自動化控制系統，已經逐漸投入使用，運行狀態較為穩定，便于操作，既可滿足井下排水要求，也提高了煤礦井下的自動化管理水平，實現了良好的經濟效益與社會效益，確保煤礦作業安全，具有一定的推廣價值。

參考文獻

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篇(3)

關鍵詞：煤礦電氣自動化；控制系統；機械設備選型；優化設計

中圖分類號：TD614 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2013）-12-0217-01

引言

煤礦企業在實際的生產過程中，高安全性能、高效率的煤礦圣生產需要大量的數據資料和模型量的監控設備來完成，例如：計算瓦斯含量，檢測實際通風情況，控制礦井水泵的開合等。而基于PCL嵌入型電氣自動化監控系統可以適應復雜的工作環境，也能夠實現煤礦電氣設備的自動化監控。但是在構建煤礦電氣自動化系統的過程中，如何優化設計，如何降低煤礦電氣自動化控制系統的構建成本，如何提升監控系統的穩定性是煤礦企業目前面臨的主要問題。筆者針對煤礦企業電氣自動化控制系統中機械設備的優化選型和結構優化進行研究。

1.優化煤礦電氣自動化控制系統中機械設備的選型

1.1確定煤礦電氣自動化監控系統規模

按照煤礦實際規模和煤礦自動化監控系統規模來決定PLC機械設備的選型。例如：西門子公司生產的PLC產品，假設只需要對瓦斯濃度的檢測過程進行控制，可選擇SIEMENSS7-200等機械設備。假設需要結合煤礦井的水位變化情況來決定水泵機房的具體工作情況，這主要包括了復雜的邏輯型控制和閉環型控制，這就需要選擇SIEMENSS7-300等機械設備；而結合礦井下的瓦斯濃度和其他參數對井下工作人員進行科學化的管理，這會涉及到通信、智能化檢測和控制，這需要選擇大型的PLC產品。

1.2明確I/O點的種類

按照煤礦電氣自動化控制的具體要求和被監控對象的復雜情況，對機械設備的I/O點的種類和數量進行詳細的統計，并列出清單；再通過估計系統的監控內容容量來明確需要保留軟件和硬件資源的余量，同時需要充分注意不能過度浪費資源。此外，還需要按照煤礦實際供電情況來明確機械設備輸出點的具體動作頻率，進而判斷出輸出端口是采用繼電器輸出或是利用晶體管來完成輸出工作。

1.3選擇適合的軟件編程工具

從目前情況來看，煤礦電氣自動化控制系統的軟件編程工具包括了手持編程工具、計算機加PLC包、圖形編程工具等主要方式。（一）手持編程工具只適用于廠家明文規定的語句表的編程中，這種工具的工作效率較低，只能用在小規模的PLC的編程中。（二）計算機加PLC包屬于效率最高的編程方式，但這種編程方式的單價較高，并不適用于操作現場調試。通常情況下在大型或中型煤礦電氣自動化控制系統中進行軟件編程和硬件組態工作，為進一步提升機械設備的自動化控制效率，要求結合具體情況，選擇是適合的軟件編程工具。

2.優化煤礦電氣自動化控制系統的結構

2.1硬件結構設計的優化

硬件結構作為整個煤礦電子自動化控制系統的核心部件，對整個煤礦電氣自動化控制系統的安全、穩定運動起著直接的影響。所以需要對硬件結構設計進行優化。因為使用要求的不同，所使用的硬件也會出現一定的差異，而本文針對所有控制系統需要高度關注的輸出電路、輸入電路和系統抗干擾部件等進行研究。

（一）針對系統輸出電路進行優化。對于系統的輸出電路進行優化，需要結合煤礦生產的具體要求，對所有指示標志與調速設備等均需要利用晶體管來完成輸出工作，使得它能夠負荷高頻率的動作，并提升了響應的速度。例如：煤礦水泵機房電氣自動化控制系統中的PLC系統輸出率假設控制在5次/min以下，能夠利用繼電器進行輸出，這種設計方式可以保證電路的簡單化，并能夠提高抗干擾能力和帶負載能力。但是假設PLC系統輸出帶電磁線圈在斷電時，可能會出現浪涌電流，使得PLC芯片受到損壞。所以為防止這種問題的發生，能夠在其他的電路盤并能連接流二極管，使得它能夠吸收浪涌電流，并對PLC芯片起到很好的保護。假設PLC系統動作頻率控制在6次/min到10次/min之間，也可以利用繼電器來完成輸出工作，但是通常情況下利用固態型繼電器或中間式繼電器有效控制水泵房的開合。

（二）針對系統輸入電路進行優化。對于系統的輸入電路進行優化，重點考慮PLC系統供電電源，通常情況下，是控制在交流90到250V之間，這具備了加強的寬幅適用性能。但是因為礦井下工作環境較為復雜、惡劣，且我國現階段供電的不穩定，所以為了實現抗干擾目的，保障系統的安全運行，要求在輸入電路部件中安裝電源凈化設備，例如：安裝電源濾波器、隔離變壓器等。

（三）抗干擾的優化設計。系統的抗干擾設計是所有煤礦電氣自動化控制系統需要引起高度關注的問題。而對抗干擾進行優化設計可以從二點出入：其一，利用隔離變壓器進行抗干擾優設計。電網中存在高頻率干擾主要是由于原副邊繞組間的分布式電容耦合形成，因此要求利用超隔離變壓器，并把中性點通過電容和地面連接起來。其二，優化布線。利用強點動力線路或是弱電信號線方式分開走線，并保證這之間有一定的間距，從而起到較好的抗干擾效果。

2.2軟件結構的優化設計

軟件結構的優化設計可以與硬件結構設計一同進行，其關鍵工作在于按照煤礦電氣自動化控制系統送的基本步驟，把軟件結構設計轉化成梯形圖，這也屬于PLC系統在電氣自動化控制系統的具體應用中出現的主要問題。對軟件結構進行優化設計主要從兩點出發：其一，對軟件程序設計過程進行優化，而這關鍵在于對I/O點的優化。按照煤礦電氣自動化控制喜用的具體要求分配I/O點，最大限度地實現I/O信號的集中編制，進而全面提高系統的維護質量。其二，對軟件結構進行優化設計，包括了對基礎程序與模塊的優化設計。在實際的煤礦生產過程中，把煤礦電氣自動化控制系統的控制對象分為數個模塊，再對其進行調試與編寫，最后把它們組合成一個完成的軟件程序。對于模塊的優化設計使得煤礦電氣自動化控制系統調整起來更加方便。

篇(4)

關鍵詞：煤礦；自動化技術；電氣自動化；控制系統；優化設計

1煤礦井下電氣自動化控制系統的應用

1.1在采煤機中的應用

采煤機是煤礦開采過程中最為關鍵的機械設備之一，其安全性直接影響著整個采煤工作，因此，一般來說對采煤機工作人員的要求比其他設備高。目前來說，采煤機本身構造較為復雜，再加上其所處工作環境并不理想，一旦出現問題，則會影響到整條生產線。盡管目前高新技術的應用提升了煤礦開采的效率，但也帶來了一些前所未有的潛在危險。電氣自動化控制系統的引入，不僅可以及時監測采煤機在采煤過程中的狀態，還可以解決一些隱患問題，從而消除一系列安全隱患，在保障安全的前提下提高產率[1]。采煤機電氣自動化控制系統框圖如圖1所示。

1.2在礦井提升機中的應用

作為煤礦開采過程中一種關鍵的設備，礦井提升機一般來說工作環境較為復雜，也極易出現故障。電氣自動化控制系統的引入，有效解決了這一大難題，使得礦井提升機的工作效率大大提升，并且極大地減少了耗電量，提升了煤礦企業的經濟效益。

1.3在皮帶輸送機中的應用

皮帶輸送機在煤礦開采的過程中極為常見，但這種設備存在較大的弊端，即高電壓、高功率，因此煤礦開采過程中經常出現因供電不足而導致皮帶輸送機工作不穩定的情況，嚴重時則會產生不可逆轉的后果。因此，煤礦企業應當合理引入電氣自動化控制系統，對電壓和功率進行實時監控（見圖2），盡可能排除對皮帶輸送機影響較大的一些因素。只有這樣，才能及時發現、解決皮帶輸送機所出現的問題，有效提升皮帶輸送機運行的效率。

1.4在流體負荷設備中的應用

煤礦開采作業中所用的流體負荷設備一般包括風機、壓機泵等。電氣自動化控制系統的引入，使得工作人員對流體負荷設備的操控更加靈活，不僅可以保障設備處于正常工作狀態，還可以大大降低煤礦開采過程中的能耗。

1.5在井下環境監控中的應用

以往開采工作中對井下環境的監控一般是工作人員定時使用設備進行人工監控，不能實時監測，很有可能造成一系列的安全事故，例如在第一次與第二次監控的間隔期，瓦斯濃度超標，發生爆炸，這不但給企業造成一定的經濟損失，而且難以保障工作人員的安全。假如引入電氣自動化控制系統，工作人員就可以進行實時監測，并對超過一定標準的參數進行報警，從而消除安全隱患，保障人員的生命安全。

2煤礦井下電氣自動化控制系統的優化

2.1選型的優化

當前來說，電氣自動化控制系統根據其應用性能的不同有著許多種類，因此，煤礦企業應當根據具體情況來進行選型。a)應當對煤礦井下系統構造有一定的了解。各個礦井所處的環境是不同的，因此煤礦企業應當根據自身具體環境來選擇合適的電氣設備型號和自動化系統。比如中國目前主流的西門子PLC（ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器）系統，可根據具體需求分為很多種；再比如在環境較為復雜的礦井中，煤礦企業應當采用一些中型電氣自動化控制設備，如SIEMENS-S7-300等。b)應當明確所采用的I/O點的種類。根據煤礦作業過程中設備所要求系統的復雜程度及具體需求，確定I/O點的種類和數量，確定好之后，以此為前提來確定具體的設備情況，再根據數量來確定軟件和硬件的數量，避免設備被浪費，從而避免對電氣自動化控制系統造成不利影響。c)編程工具的選擇。中國煤礦企業當下所使用的編程工具眾多，主要有手持型編程、圖形編程和軟件控制編程等幾種類別[2]。這幾種類別中手持型編程最為簡單，這種編程類別由于其自身的預設程序是有限的，應用范圍較窄，而且效率也比較低，通常需要人工控制，只可以滿足小型設備的要求。圖形編程相對于手持型編程來說更為直觀，其采用的是簡潔明了的梯形圖，所以經常被應用于中型設備中。大型設備的控制程序一般采用的是軟件控制編程，這種方式對使用者來說最為高效，但開發投資成本較高，并且軟件開發難度較大。

2.2軟件的優化

軟件是電氣自動化控制系統的關鍵部分，它的優化直接決定了電氣自動化控制系統的工作效果。通常，煤礦企業應當根據硬件對軟件進行同步優化。a)結構方面的優化。PLC系統的開發一般分為模組開發和程序開發，應當根據實際生產情況對PLC系統進行實時調整，從而選擇最優方案。(a)可以根據不同的任務需求將PLC系統劃分為多個模塊，對每一個模塊進行針對性調整，然后再將其疊加形成完整的程序控制；(b)需要結合煤礦生產線的具體運行情況對電氣自動化控制系統進行實時調整，從而有效提高煤礦生產效率，使得設備運行穩定。b)對程序開發的過程進行優化。應當把I/O節點的優化放在關鍵位置，分配節點時應當根據礦井中生產線的具體情況進行合理調整，這樣不僅可以集中對單個節點進行控制，還有利于后期設備維護工作的進行[3]。

2.3硬件的優化

硬件方面的優化是煤礦生產中PLC系統優化的核心內容，硬件的結構組成是保障PLC系統安全穩定運行的基礎。所以企業應當將電氣自動化控制系統的硬件優化放在首位。a)應當對輸入電路進行合理優化。一般來說，煤礦企業應該將使用的電氣自動化控制系統的輸入電壓設置為80～240V，以此來擴大電氣設備的適用范圍，以及保障電氣設備可以穩定地運行。此外，煤礦企業還應當對輸入裝置中的脈沖干擾進行屏蔽，一般通過電源凈化等方式來實現。b)應當對輸出電路進行合理優化。應當根據煤礦井下生產線的具體情況，對晶體管進行靈活應用，從而對電路進行輸出控制，提高其反應靈敏度。例如煤礦井下壓力泵機房的PLC系統，若其輸出頻率在6min/次以上，煤礦企業應當增加繼電器來輔助其輸出，這樣才能有效保護電路系統。再者，如果PLC系統的輸出設備敏感度較高，一旦斷電，就有可能使得芯片結構損壞。對此，可以增加續流二極管輔助調控，盡可能保護芯片。c)應當對抗干擾設備進行優化。由于煤礦開采所處的環境比較惡劣，煤礦井下電氣自動化控制系統應當對外界的干擾具有一定的抵御能力，這也是煤礦企業優化管理的一大重點[4]。

3結語

隨著科學技術的飛速發展，電氣自動化控制系統在煤礦開采過程中的應用越來越廣，大大地提升了煤礦開采的效率，提高了開采質量。但目前采煤作業方面電氣自動化控制系統存在一些軟硬件等方面的問題還沒有得到解決。因此，煤礦企業應當針對當前問題，增加對技術及設備等方面的投入，不斷對電氣自動化控制系統進行優化改進，從而滿足當下煤礦生產的需求，進一步在提升煤礦企業經濟效益的前提下保障作業人員的生命安全。

參考文獻：

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［2］李志慶.芻議煤礦井下電氣設備自動化控制應用與優化［J］.當代化工研究，2019(4)：79-80.

［3］毛艷青.煤礦電氣自動化控制系統設計［J］.機械研究與應用，2019，32(6)：157-158.

篇(5)

關鍵詞：綜采工作面；自動控制

視頻監視在社會不斷發展過程中科學技術也在不斷發展，采煤自動化技術的應用也逐漸深入。煤礦開采技術雖然發展快速，但是總體上仍處于較為低下的應用狀況，只有積極制定完善的應對措施，才能從根本上提高應用工作水平。文章主要以山西中新甘莊煤業有限責任公司為例進行分析。

1煤礦開采狀況分析

山西中新甘莊煤業有限責任公司的設計生產能力為4.0Mt/a，礦井分布設置了3個井筒，依次為主井、副井、回風立井。礦井投產盤區的結構簡潔，煤層狀況較為穩定，頂板底板較好，主要的采煤方式為長壁綜合機械化一次采全高。首采工作面長度為260m，推進方向大約為3800m；煤層的厚度大約為6.8m，設計采用一次采全高綜采，采高為3.2~6.2m；選擇采用國產的采煤機，截深度為876mm[1]。

2綜采工作面的設備選型（表1）

表略

3系統的整體設計分析

綜采工作面自動化控制系統組成如圖1。3.1工作面巷道監控中心工作面巷道監控中心是整個工作順利開展的根本保證，其主要是由主控計算機、本安顯示器、液壓支架遠程操作臺、采煤機／三機操作臺、交換機等設備構成，能夠實現對液壓支架遠程控制，同時，還能對采煤機進行遠程控制，工作人員還能對工作面刮板輸送機、轉載機、破碎機、巷道輸送機和工作面泵站等部分的實際工作狀況進行監督，從而能夠提高工作質量[2]。3.2采煤機的監控系統工作面巷道監控中心的主要配置為本安型操作臺，工作人員可以依據采煤機主機系統以及工作視頻監控系統的工作狀況，實現對采煤機的遠程控制。通常來說，采煤機采用的是CAN或RS485接口，能夠為綜采自動化系統提供相應的接口協議，從而實現對相關數據的接收、傳輸，同時，還能實現和主機的雙向通信。工作人員能夠在巷道和地面監控中心對采煤機進行遠程監控，能夠使得地面工作人員及時地掌握采煤機的運行狀況、運動方向、采高、運行速度、運行位置等；另外，還可以在儲存器儲存一些人工截割的數據，能夠使得采煤機依據相關數據進行自動切割；在實際工作開展中，電液控制系統能夠通過對紅外線傳感器明確采煤機具體的位置信息，通過主機處理以后，能夠自動發送支架控制器、在采煤機前面自動收護幫板、在采煤機后面自動移架、推溜等指令，從而保證相關工作的順利開展。3.3泵站控制系統分析泵站控制系統主要是由泵生產商家提供，其主要由輸入模塊、控制中心、輸出控制模塊構成，具體的泵站系統控制如圖2。井下控制中心主要采用太網通信接口與泵站控制系統實現通信，使得工作人員能夠對泵站的單、多臺泵的啟動停止進行控制，從而完成對泵站工作數據的采集。3.4液壓支架控制系統液壓支架電液控制系統主要采用的是SAC型號的液壓支架電液控制系統。工作人員在立柱上安裝壓力傳感器以及在采煤機上安裝紅外線發射裝置、液壓支架推移千斤頂內部安裝行程傳感器，能夠實現對頂板壓力的有效監測，液壓支架能夠隨著采煤機進行自動操作。液壓支架控制系統采用雙線CAN接口，能夠滿足綜采自動化系統的介入需求，能夠實現對支架、鄰架、隔架手動操作過程、鄰架自動化操作過程、成組自動功能、跟機自動控制過程、閉鎖及緊急停止功能、故障顯示及報警功能、自動補壓功能、帶壓移架等信息快速傳輸到井下監控中心，保證相關工作的開展的有效性[3]。3.5三機及巷道輸送機控制系統選擇采用KTC101設備作為三機以及巷道輸送機的控制設備，采用RS485通信接口以及ModbusRTU通信協議，實現在工作面對三機的集中自動化控制。3.6視頻監視系統工作面的視頻監控系統主要包括安全攝像儀、安全顯示器、安全操作臺等，6臺支架配備2臺安全攝像儀，將其安裝在支架的頂梁上面，并且兩臺安全攝像儀的作用也各不相同，一臺和工作面平行另一臺和工作面垂直，兩者進行拍攝，然后，在通過對以太網網絡的應用，將攝像儀所拍攝的數據視頻傳輸到視頻監控顯示器上；工作面巷道監控中心設置相應的視頻顯示器，能夠顯示視頻，視頻監視系統通過獲取一定的權限能夠獲取采煤機的運行方向以及具置，并且還能實現視頻的自動切換。3.7網絡傳輸工作面的以太網主要是由本質安全型綜采綜合接入器、本質安全型光電轉換器、本質安全型交換機、礦用隔爆兼本質安全型穩壓電源、鎧裝連接器、礦用光纜等部分構成，通過安全型綜合接入器進行連接。

4系統功能分析

系統能夠實現巷道監控中心對工作面設備的統一控制，還能有效地提高傳輸速度，能夠及時有效地對各個環節的工作進行監控。在系統運行過程中，如果系統出現故障，其子系統能夠單獨運行，保證相關工作的順利開展。

5系統的應用成果分析

綜采系統應用以后，各個部門的工作人員數量明顯降低，有效地降低了煤礦的開采成本。例如：采煤機操作員由原來的三個人減少到一個人，支架工由原來的五個人減少到一人，膠帶機操作員由原來的四個人減少到二人等，總體工作人員只是原來各崗位工作人員的二分之一。另外，還能使得煤礦采煤的整體自動化水平有了質的飛躍，實現對設備的遠程控制，有效地提高了工作水平以及工作效率。同時，由工作人員能夠對整個工作環節進行監控，能夠有效避免煤礦開采工作中事故的出現，能夠對其中存在的問題進行處理，保證各項工作開展的有效性，不僅提高了工作質量，而且還能保證煤礦采煤工作的安全性，保證煤礦經濟效益最大化[4]。

6總結

積極對綜采工作面自動化控制系統的應用進行研究分析，能夠提高工作效率以及工作質量，還能保證煤礦生產的安全性。在系統設計過程中，應該從實際狀況出發，對各個設計環節進行控制，才能保證系統設計的合理性，保證相關工作的有效性。另外，綜采工作面自動化控制系統的應用，還能提高煤礦采集工作的自動化水平，推動相關工作的持續發展。

【參考文獻】

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［2］韓揚.綜采工作面自動化控制系統應用研究[J].地球,2015,(2):64-64.

［3］梁海權,黃金福,劉明華等.綜采工作面自動化控制系統在蒼村煤礦的應用[J].機電工程技術,2015,(9):91-93.

篇(6)

關鍵詞：變電系統；監控；煤礦；設計應用

中圖分類號：TD63

1 引言

現代變電所遙視技術，它融合了網絡視頻和數據采集兩大主要功能，集遙視系統、安全保衛系統、消防系統、環境監測系統和動力監測系統五大功能子系統于一身，構建多級監控網絡系統構架，各級用戶都能實時、直接地了解和掌握下屬變電站（亭）的情況。一旦某處發生安全或設備數據的報警，系統可對發生的情況及時作出反應，并通過系統中的調度視頻會議功能，及時進行可視化調度處理。這就擺脫了傳統系統相互獨立、各自應用的非智能化模式，實現了多層次、立體化的安防自動化控制系統。因此，它對煤礦變電系統自動化控制非常適用。

2 設計原則

遙視系統的設計原則：建立以變電所為對象，以監控中心實施監視和控制，服務于各級主要生產管理部門的多級視頻圖像監控網絡，并輔以適當的警戒功能，全面實現“五遙”，為實現真正的無人值守創造條件。在滿足安全生產需要的前提下，保證系統的穩定性和可靠性，并節省投資，系統發揮較好的作用與效益。1）先進性。采用先進的視頻壓縮格式：MPEG4格式作為壓縮視頻流，在保證圖像質量的前提下，帶寬占用減小。在圖像幀格式352×288，色彩24位彩色，幀速率25幀/s下，占用帶寬平均為400kbit/s。在圖像幀格式704×576，色彩24位彩色，幀速率25幀/s下，占用帶寬平均為1200 kbit/s，且圖像延時小于0.5s。先進的音頻壓縮格式：采用PCM/GSM或專用語音壓縮算法壓縮音頻流，平均占用帶寬為8kbit/s。2）可靠性。硬件：系統采用高性能的工業級設備，保證7×24小時不間斷運行。軟件：監控操作采用Windows操作系統，具有良好的穩定性。監控圖像上通過軟件疊加時間和地點防止非法篡改錄像資料。供電：圖像監控設備由UPS供電，在電壓波動的情況下仍能夠提供穩定的交流電壓。用戶管理用戶等級管理和密碼管理相結合，不同的操作人員具有不同的權限，禁止越權操作。操作有記錄，系統過濾錯誤操作。系統自檢測與自恢復：前端系統可以啟動自運行，無需現場人員維護。系統通過多種方式監視所有工作站和編碼站的運行，并在發生故障時及時報警與恢復，保證不間斷運行。守護進程自動監視圖像編碼站的運行狀態，并在故障時自動恢復。用戶也可在監控中心通過圖像工作站重新啟動圖像編碼站，或者通過遠程控制軟件進行遠程維護。系統故障可按照變電所單個“攝像機、變電站、監控中心”三級進行屏蔽，局部故障不影響整個系統。視頻監視系統也是如此。

3 系統整體布局

根據需要可利用現有傳輸網絡，構建一能夠實現多級管理的樹型網絡結構的視頻調度系統。涉及井上下、變電站所多級網絡結構視頻調度系統，集視頻監控、視頻指揮調度、視頻會議等多功能于一體，并輔以適當的警戒功能實現“五遙”。具體方案：多級視頻監控，實現對變電所和運行重點區域的實時統一監控，使企業各級管理都可實現對自己所轄變電所的實時監控。各監控點的現場圖像和現場環境監控，并產生告警聯動。監控范圍除了設備監控、運行狀況監控、安防監控，還可擴展到對人員工作情況的監控。該多級監控系統，不僅實現對口監控，還可根據具置，實現外委的監控，橫向的監控。視頻調度，礦中心-35KV變電所-變電站監控調度室，按照隸屬關系可進行視頻調度、視頻會議。多客戶端瀏覽，調度中心以外的監管機構可依據權限登錄系統，瀏覽各變電所、運行中心的運行狀況。系統最大支持40個客戶端同時訪問一路攝像機的監控鏡頭，而不影響網絡運行情況。它是一個基于客戶機/服務器模型的系統，同時支持B/S構架，即瀏覽器直接瀏覽監視，整個系統主要由視頻采集端、監控服務器端、客戶端以及傳輸網絡等組成，可實現視頻存儲、視頻回放、攝像頭遙控、報警檢測、遠程檢索播放等功能。監控服務器對視頻采集端提供的數據進行處理。同時，客戶端有選擇性地加入組播組并經過身份驗證，可以訪問監控服務器，查詢監控視頻資源，系統中的客戶端可以隨時加人或退出網絡，整個系統的規?？梢詣討B改變，具有很強的適應性。

1）系統構成（見圖1）。2）主要技術參數。①網絡系統。前端采集設備與網絡相連，經過數字壓縮后，經本地網絡交換機，傳送到電力信息網上，其上的用戶可實現遠程實時監控。本設計方案在某些地點應用，配合本地局域網使用帶組播管理功能的快速以太網網絡交換機，很好的適應了大容量的信息傳輸及發送。②視頻系統。視頻傳輸所需的網絡帶寬8k～4Mbps可調，視頻幀率最高可達25幀/s（PAL制視頻）。系統支持視頻移動偵測功能，圖像變化率可根據實際情況設置，以保證移動偵測報警的準確性。系統支持Pelco-P和Canon等協議的云臺控制解碼器和球機，可根據需要選配。

4 系統運行維護與安全運行的作用

平時檢查設備的散熱和制冷附件。查連接處的松動、銹蝕問題。攝像機防護罩定時清洗，防止灰塵阻礙設備運行及影響清晰度。定期檢查連接處是否緊固，接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，發現問題及時處理。雷雨季節前要作防雷檢查。電力遙視設備標志規范化。遙視系統設備的文件資料應完整齊全。加強電力系統的安全性管理，保障煤礦安全生產秩序的持續進行。該遙視系統，具有智能化、整合化、全功能、網絡化的系統結構，可使變電所的安全監控管理提高到一個新的水平。它實現了無人監控、少人值班，大大提高了變電所的自動化水平和安全可靠性，減輕了運行人員的工作負擔，有效保證了無人值守變電所的安全運行。遙視系統還可以使調度人員實現對變電所的遠程正常巡視及運行環境的遠程監控，保證了遙控操作的安全性。同時，又可以輔助進行事故處理，并對設備檢修過程進行監控。

5 結束語

遙視系統在煤礦變電系統中的使用，可解決無人值班的問題，根據其實時監視功能和數據采集SCADA系統結合使用，增強了對現場事故處理的指揮功能；平時也加強了安全管理功能。安全監察人員可通過遠程監視現場操作執行安規的規范性，并可以實時給予指導；系統實現了遠程實時抄表。

篇(7)

有【【【關鍵詞】煤礦 電氣自動化 控制系統 創新設計

1 單片機電氣自動化控制系統在煤礦生產中的應用

在煤礦生產中引入電氣自動化控制系統，不僅能確保煤礦開采工作順利進行，還可以節省經濟支出，實現煤礦企業最大化經濟效益。電氣自動化控制系統的核心是單片機，不同生產環境下，單片機的選擇原則和方式都應該有所不同。相關技術人員應該根據煤礦開采和生產的實際環境，對其進行全面、深入的勘察與分析，這是確保單片機在煤礦生產設備中正常工作的關鍵環節。其次應該做好單片機使用過程中防水、防漏電工作。目前在我國大多數煤礦生產中，往往采用 PLC 單片機，不僅做到很好的防水保護，還可以在出現漏電現象時，自動采取很好的應對措施，確保系統運行的穩定性。同時PLC 單片機還具有工作效率高、耗能少、抗干擾強等優點，所以在煤礦生產中得到了廣泛的應用。單片機在煤礦生產中主要是對系統設備進行實時保護，通過檢測電信號，將其轉換為電壓信號，并經過內部系統對所檢測出的信號進行一定程度的放大，以此轉換為可供使用的電壓信號，然后傳送至CPU，通過計算機將信息顯示出來。

2 煤礦電氣自動化控制系統設計的創新與優化

2.1 創新設備選型

目前市場上有較多品牌的 PLC 產品，其品牌不同所使用到的方案也存在明顯的差別，對應煤礦電氣自動化控制系統的工作性能也不盡相同。詳細分析如下：

（1）分析系統規模。在 PLC 設備選型前，需要對自身系統的規模進行深入分析，盡可能縮小設備選擇的范圍。若僅僅要求 PLC 設備實現對瓦斯濃度的檢測，可以選擇一般微型設備。如果要求水泵機房可以根據變化的水位進行工作方式和狀態的更改，這就給 PLC 設備在邏輯和閉環上控制提出了更高的要求，因此必須選擇中等的 PLC設備。若想對礦井中生產人員進行實時監測。首先要對井下通信和控制進行監測，中等和微型設備是不能滿足其監控要求的，只能選擇大型的 PLC 設備。

（2）I/O 點類型的確定。在電氣自動化控制系統設計中，應該根據預期監控對象的系統規模確定 I/O 點的數量，并將其進行類別上的劃分，制定出相應的統計清單，以確保軟硬件資源余量的充足，最大程度避免資源浪費的現象。對礦井自身供電情況進行分析，以確定輸出端輸出方式和頻率，往往其輸出方式是采用晶體管和繼電器進行輸出的。

（3）選擇編程工具。在選擇編程工具時，應該根據系統規模確定適合自身的編程工具，確保系統編程能快速高效的完成。針對小規模 PLC 設備編程，往往選擇梯形編程方式，該方式較為簡潔，在中型 PLC 編程中非常實用。對大型 PLC 設備編程而言，一般使用計算機和 PLC 軟件包進行編程，但是該方式不僅會消耗大量的資金，現場調試也十分不便，一般只針對大型煤礦自動化控制系統編程。

2.2 創新硬件設計

（1）輸入電路的創新。由于煤礦生產環境比較惡劣，加上我國供電存在一定的不穩定性，為確保系統運行的安全性和穩定性，需要在輸入電路部分加裝電源凈化元件，采用 1：1 隔離變壓器可以較好的通過雙隔離技術，將變壓器初級線圈和次級線圈屏蔽層通過初級電氣中性點接大地，減小脈沖干擾作用。對 PLC 輸入電源控制在 24V 直流電源，根據容量對負載進行調節，完善周邊電路的防短路操作。如果由于短路或者負載，都會造成 PLC 芯片受損，造成系統無法正常運行。因此必須對輸入電路進行創新，確保系統安全運行。

（2）輸出電路的創新。系統輸出電路設計創新，需要根據煤礦生產的實際需求，對各種指示標志、調速裝置等采用晶體管進行輸出，促進其響應速度的提升。在煤礦水泵機房的電氣自動化控制系統中，PLC 輸出頻率為 6 次/min，可以采用繼電器輸出，其抗干擾能力與帶負載能力相對較強。如果 PLC 輸出帶電磁線圈或者其他感性負載，為避免產生浪涌電流對 PLC 芯片造成損壞，可以在電路盤上接續二極管，使其充分吸收浪涌電流，保證 PLC 芯片。

2.3 創新軟件設計

（1）軟件結構創新設計。軟件設計主要包括基本程序設計和模塊化設計。在煤礦生產中，應該根據煤礦開采的不同程序，對程序進行適時調整，采用模塊化設計對后續功能拓展有較好的作用。將煤礦電氣自動化控制系統的目標分為多個子任務模塊，分別對其進行編寫和調試，最終將其組合成為一個完整的程序。模塊化程序創新設計，提高了電氣自動化控制水平，使其更符合實際的生產狀況。

（2）程序設計過程的創新。若想實現程序優化設計，應該根據煤礦電氣自動化控制系統的實際需求，按需分配I/O，將整個系統的 I/O 信號進行集中編制，以提升系統的維護效率。程序中定時器、計數器、繼電器需要統一編號，切不可重復同一個編號，進而促進系統運行可靠性的提升。在地址分配完成后，應該詳細列出 I/O 分配情況和內部繼電器標志位分配表。

3 結語

在國民經濟不斷發展下，我國現代煤礦技術加快了發展腳步，在生產過程中使用電氣自動化控制技術，大大提升了煤礦生產效率，確保了生產安全。本文主要基于 PLC電氣自動化控制，對目前電氣自動化控制系統存在的問題進行分析，并對系統設計進行創新和優化，這對提升系統的工作效率、實現安全生產、促進煤礦企業健康發展具有深遠的意義。在創新過程中，應該根據煤礦生產的實際需求，結合整個電路自身特點和工作環境，確保系統各方面指標符合相關標準與要求，實現現代化、智能化、標準化的煤礦電氣自動化控制。

參考文獻：

[1]王玉英，王文魁.單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用研究[J].電腦知識與技術，2011，32：8055-8057.

[2]劉久平.如何創新電氣自動化控制系統[J].硅谷，2012，03：194+143.