煤矿自动化控制十篇

煤矿自动化控制篇1

关键词：煤矿；电气自动化；设备选型优化；架构优化

引言

伴随煤炭产业近年来的飞速发展，煤矿现代化程度不断增加，而这一成果的达成则同大量自动化电气控制系统的应用密不可分，譬如井下瓦斯涌出量的监测、井下通风状况测量、井下水泵的控制等。正是通过这些电气自动化控制系统的应用，井下工人工作环境得以改善的同时其工作强度也得以显著降低。但随着电气自动化控制系统应用的不断增多，如何对其系统构建开展有效的优化，从而降低系统构建成本，并提升系统运行的稳定性，成为进一步推动煤矿企业良性发展的必要举措。

1电气自动化系统设备选型优化

现阶段，市场上各类用于电气自动化控制的PLC（可编程逻辑控制器）系统种类繁多，不同种类与品牌其应用性能上也存在一定的差别，因此在进行电气自动化系统设备选型上应对下述问题进行充分考虑。

1.1明确矿井电气自动化系统规模

构建矿井电气自动化系统时必须立足矿井自身实际，明确自身系统规模后，再进行相应的设备型号选择。以常见的西门子PLC系统为例，当仅仅对井下瓦斯涌出量进行监测时，适宜选择SIEMENS-S7-200等各类微型PLC控制系统；当需要监测矿井井下水文变化进而调控水泵房设备运行状态时，由于涉及较为复杂的逻辑与闭环控制，适宜选择SIEMENS-S7-300等中型规模PLC控制系统；当电气自动化系统用于对整个井下安全作业生产进行综合监控，并实时针对井下作业进行安全管理时，系统需要涉及通讯、智能监控和监测等多种功能，因此适宜选择SIEMENS-S7-400等大型PLC控制系统[1]。

1.2明确I/O点类别

进行电气自动化控制系统构建时，应依据系统实际使用需求和被控制对象通知难易程度，对I/O（输入输出端口）点的类别及数量进行选择，并制作相应的使用清单，同时根据系统控制量，提前预留一定的软硬件余量，避免浪费的同时对设备后期扩容进行一定的预估。此外，还需依据井下生产作业实际用电情况，对各电气设备输出点频率进行明确，进而对输出端所采用的装置类型进行确定。

1.3编程工具的适当选取

就现阶段电气自动化控制系统应用而言，其主要编程工具类型有手持编程器、图形编程器与计算机软件编程器等几种类型。其中手持编程器仅能通过有限的预设语句表进行编程操作，不仅效率低下且适用范围相对狭窄，只能满足简单操作的微型PLC编程需求；图形编程器运用梯形图进行编程操作，具备直观简洁的特点，能被运用于中型PLC编程；而采用计算机软件编程则是最为高效、简洁的方法，不过受限于计算机软件开发难度大、成本高，同时难以进行现场实际调试，因此仅被应用于矿井大型PLC控制程序构建中。有鉴于此，在编程工具的选择上，矿井必须结合自身实际，从经济优化与使用优化的双重角度出发，选择适宜的工具进行编程作业[2-3]。

2电气自动化系统设备架构优化

2.1硬件优化

硬件架构作为矿井电气自动化控制系统的基础核心之一，其结构的良好与否同整个系统的安全、稳定有着密切关系。所以，应对其进行优化改造，具体从下述几点着手：a)输入电路优化。对于电气自动化控制系统输入电路的优化改造，应注意PLC供电电源多为80V~240V交流电，有着良好的宽幅适用性。不过考虑到井下作业环境的恶劣性及当前国内矿山供电环境的不稳定性，为确保整个电路输入系统具备良好的抗干扰性能，以维持整个电气自动化系统运行的持久、稳定，应对输入电路增设电源净化装置，譬如隔离变压器与滤波器等。以1:1的隔离变压器为例，其能借助双隔离技术，将变压器初级和次级两级屏蔽层由电气中性点接地，从而实现对脉冲干扰的有效屏蔽；b)输出电路优化。针对电气自动化系统输出电路的优化，应结合矿井实际，使用晶体管对各类标示与调试设备进行输出，以确保其有效适应设备的高频动作，并增加电路反应效率。以井下水泵机房电气自动化控制为例，当PLC控制系统输出频率为6min1次时，可选用继电装置进行输出，以确保电路结构简明的同时具备良好的抗干扰性能。不过，PLC系统在携带有感性负载进行输出时，当发生断电时极易形成浪涌电流导致其芯片的损毁。对此，应在其它电路并接续流二极管，以便能对浪涌电流进行吸收，避免其对芯片造成损害[4]；c)抗干扰优化。实现井下电气自动化控制系统对外界干扰的有效抵抗也应是其日常管理的要点之一。由于井下作业环境相对恶劣，电气自动化系统抗干扰性的提升也势在必行。通常采取下述几种方式：(a)借助隔离变压装置抵抗干扰，鉴于电网中的干扰多源于绕组将电容耦合导致，适宜选用1:1的的变压装置，并使中性点通过电容进行接地；(b)布设金属外壳实现对整个系统的电磁屏蔽，同时金属外壳还可充当接地端，有效实现对静电、电磁脉冲和空间辐射等外界干扰对系统运行的负面影响；(c)优化布线，借由将强弱电力线路的分隔布设，并采用双绞线屏蔽电缆充当信号传输线，从而起到有效的抗干扰功效。

2.2软件优化

软件作为电气自动化运行控制的核心所在，其优化程度对于整个系统优化后工作效率的提升有着直接性影响。通常来说，软件的优化改良应同硬件设施的优化同步开展，其具体内容可分为以下几点：a)软件结构优化。对于软件设计而言，其分为模块设计与基本程序设计两大类。对于井下生产作业而言，电气自动化系统运行时必须实时根据矿井生产状况进行调控，所以适宜选用模块化设计，从而为后续功能拓展提供便利。首先，将整个电气自动化控制系统控制对象划分为多个子任务模块，随后对不同模块进行单独编写与调试，最后再将单独的各模块整合成为完整的一个程序。通过这种设计方式，整个矿井的自动化电气控制系统便能依据井下生产实际情况进行实时的快速调节，确保整个系统始终运行的高效、高质[5-6]；b)程序设计过程优化。对于程序的优化而言，其核心要点便是实现I/O节点的最优化分配，依据井下生产状况对I/O节点井下按需分配的同时，对各个I/O节点的控制尽可能实现集中调控，以便于后期维护作业的开展。与此同时，还应对系统中各定时与计数装置进行统一编号，从而更好地推动系统运行效率及可靠性的提升。此外，为进一步增加系统运行速度，在控制系统的逻辑设计上应秉承简洁明了的基本原则，方便指令编写输入的同时尽可能降低所占内存。而对于PLC芯片中的各类触点，则可通过合理设计进行多次的重复使用，而无需借助复杂指令降低触点使用频率。譬如，井下瓦斯监测装置的开启/关闭通过一个按钮来实现控制，就能通过二分频以达成。通过这种方法，整个电气自动化控制系统中I/O节点使用量可明显降低，实现资源节约与系统运行效率提升的双赢。

3结语

伴随现代科技的突飞猛进，电子技术日益在煤矿生产中获得广泛应用，并对矿井生产效率的提升起到良好推动。不过，鉴于矿井电气自动化控制系统实现方式的多种多样，其不仅适用环境存在极大差异，同时运行效率与运行成本也各不相同。所以，煤矿在进行自身电气自动化控制系统的构建时必须立足自身实际，积极创新系统设计方法，优化系统设备选型与整体架构，从而在降低运行成本的同时实现控制系统运行效率的提升，进而为矿井的长久可持续发展及现代化建设提供助推力。

参考文献：

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［4］刘学成.金桥煤矿井下排水系统优化［J］.煤矿安全，2016(2)：127-129.

［5］殷佳琳，李智勇.电气自动化控制设备的可靠性测试［J］.煤炭技术，2012(4)：60-62.

煤矿自动化控制篇2

【关键词】煤矿 自动化 现状 研究与应用

在我国一些煤矿企业都已经建立了自动化的系统，并且一直都在开发和完善，自动化系统可以帮助煤矿企业在生产过程中，能够节省大量费用的支出，这些费用都是线路铺设所花费的支出，可以为煤矿企业带来长远的经济效益，并且能够对矿井安全数据进行汇总和归纳，实现井下作业的自动化和信息化，提高井下作业的安全性等，从而提高了矿井的劳动效率和现代化科学化的管理水平，也确保了煤矿生产过程中的安全生产，笔者首先介绍了自动化系统的发展现状。

1 自动化系统的发展现状

在根据一些调查的数据和结果中我们可以观察到，虽然现在的煤矿大部分都是大型的开采煤矿，一些特殊的煤矿在地质和环境条件上都是相对较为复杂的，每一处煤矿都存在大量的安全隐患，和一些矿井的灾害。自动化系统的引进和开发都需要积极的开展和实施，要在煤矿企业普及一些新的技术，实现自动化系统的控制，如控制主排、主运和洗煤等，与此同时还需要全面的建设一些检测和监控系统，这样才能保证生产持续不间断的运行，才能够保证煤矿企业日益的增长和一些的需求，然而这些自动化系统运作的同时，一些漏洞和问题及弊端也越来越凸显。举个鲜明的例子，煤矿企业在进行自动化建设的初期，都会从自身的实际需要出发来进行自动化建设，在其他方面却忽视了协调建设，导致信息不通畅的现象，没有形成有效的信息共享机制。其自动化建设的可靠性得不到保障，不便于维修和保养。煤炭企业在经营过程中，在调度方面缺乏统一的管理和集中的控制，对井下的具体情况没有做到及时的了解。因此，对整个系统的审计和评估，我们可以这样认为，集中调度和管理，有利于为企业的管理者做出科学合理的决策而提供依据，不仅会使矿井的生产安全得到保障，还可以使企业的管理水平大大的提高，所以，系统的集成是一项必须要完成的重要工作。

2 系统建设目标

上述现象分析得出，现在急需基于现行的系统，建立一个监控中心，这个监控中心具有效率高、稳定和可靠性强的数据传递平台，通过网络通讯平台来实现数据的交换和集合。在一些的系统建立要实现统一，并且掌握实时的工况信息和一些的远程控制，在建立数据中心的基础之上，提高抗事故风险的能力，从而达到资源共享的目的，打造一个全面的信息传输和共享的平台。

3 系统集成

3.1 传输通道集成目标

3.1.1 有利于实现稳定性

网络系统有时由于会出现系统瘫痪和中断现象，为了避免这种现象的发生，要对网络的整体系统资料进行备份，防止格式化，把规避网络故障现象而带来的风险，提高网络的安全性和稳定性。

3.1.2 打造高带宽

由于一些自动化的应用技术得到广泛的应用，复杂的数据所体现的信息对于网络传输来说，改变了以往的单一数据传输的模式，使网络的带宽消耗空前加大，这会严重影响网络自动化系统反应的速度，特别是在业务量井喷式爆发时，系统很可能会趋于瘫痪，因此，高带宽可以避免这一现象的发生，能够从容应对越来越多的业务量而造成的网络带宽消耗现象。

3.1.3 提高可管理性

网络的核心主要就是网络的运行，在实现网络运行的时候，必须要慢慢一些条件和因素，比如，必须要有一个强大的系统和统一的网管系统作为支持。网管系统要应该简单一种直观的统一，不管是操作，还是一些系统上的管理，都要做到统一。

3.1.4 增强扩展性

在未来的发展中和网络建设中，扩展的接口是需要建设的，随着煤矿企业业务的多样化和供求关系的变化，有必要对网络进行升级，这是业务发展的需要，对网络结构的设计和网络产品的构建是主要途径，能够增强扩展性，使网络得到很好的升级。

3.2 软件平台集成目标

提高和安全性。个自动化子系统都采用了相对较为不同的控制技术，数据表达的格式不能够统一，其要求就是要完成新建成的系统能够兼容不同的厂家的数据格式，正确的采集信息，实现系统的无缝连接。同时，安全性的系统能够识别身份认证、授权、加密等等，完善了日志和数据备份功能。

集成的编程和组态。要想实现从设计等一些全过程的组态应用，就要采用统一化的图形和对象的设计，使用户在操作的过程中，使用起来更加的轻松自如，从而降低用户的培训费用。

故障自诊断功能。该软件有着很强大的自诊断功能和报警功能，可以完全判断出故障属于哪个类型，并且能够解释的判断出位置进行图像和语音提示及打印输出，易于管理和维护。

信息共享。整个煤矿的信息资源，都是由自动化信息来实时共享的，通过平台的，可随时的浏览系统状态，实现资源的利用最大化。

4 总结

综上所述，整合煤矿自动化系统是有百利而无一害的，可以节省经常维修而带来的成本提高，有利于企业的可持续发展的经济效益的提高，整个系统内各环节通过互动和资源共享，提高煤矿工作的效率，如煤矿生产部门的调控和信息的共享与整合，实现各个工作环节的信息和网络化，达到科学合理的过程和结果，有利于深化煤矿企业的改革和提高其管理的水准，降低煤矿生产的安全风险，在获得经济效益的同时，提高了社会影响力。

参考文献

[1]任永忠，刘哲，史好好.矿井主排水泵自动化控制系统的研究与应用[J].山东煤炭科技，2012，03：155-156.

煤矿自动化控制篇3

plc、变频器、离心风机、自动控制

【中图分类号】TD63+5文献标识码：B文章编号：1673-8005（2013）02-0030-01

1、引言

煤矿矿井通风系统是煤矿矿井安全生产的重要组成部分，煤矿矿井通风系统能否正常工作与矿井内工作环境条件、生产效率、安全生产密切相关。随着我国政府对各行各业安全生产监管力度的不断加强，尤其对煤矿安全生产的要求越来越高，对煤矿矿井通风系统进行技术改造，提高其运行稳定性、可靠性、节能降耗等势在必行。

2系统的总体设计

本论文设计的风机控制系统主要是风机风量的调节中引入变频器对风机风速的调节，据所需风量和风压大小通过变频器来调节风机的转速在节能和提高风机效率方面优点突出；系统采用PLC和变频器与空气压力变送器配合使用，使系统控制的安全性、可靠性大大提高，也使风机运行的故障率大大降低，不仅节约了电能，而且还提高了设备的运转率。为满足矿井通风系统自动控制的要求，系统的具体设计要求如下：

2.1本系统提供手动/自动两种工作模式，具有状态显示以及故障报警等功能。

2.2模拟量压力输入经PID运算，输出模拟量控制变频器。

2.3在自动方式下，当井下压力低于设定压力下限时，两组风机将同时投入工作运行，同时并发出指示和报警信号。

2.4模拟量瓦斯输入，当矿井瓦斯浓度大于设定报警上限时，发出指示和报警。当瓦斯浓度大于设定断电上限时，PLC将切断工作面和风机组电源，防止瓦斯爆炸。

2.5运用温度传感器测定风机组定子温度或轴承温度，当定子温度或轴承温度超过设定报警上线时，发出指示和报警信号。当定子温度或轴承温度超过设定风机组转换温度界线时，PLC将切断指示和报警信号并自动切断当前运行风机组，在自动方式下并能自动接入另一台风机组运行，若在手动方式下，工作人员手动切换。

2.6为防止离心风机的疲劳运行，在任何状态下，风机在累计运行设定时间后都会自动切换至另一台风机组运行。

2.6.1 硬件组成

本系统的硬件电路由4台电动机，一台智能型电控柜（包括西门子变频器、PLC、交流接触器、继电器等），一套压力传感器、断相相序保护装置以及供电主回路等构成。该系统的核心是S7-200（CPU224）和MICROMASTER 440。MICROMASTER 440是泵和风机类专用变频器，扩展功能强.CPU224集成了14点输入10点输出，共有24点数字量I/0，其模拟量扩展模块具有较大的适应性和灵活性，且安装方便，满足设计需要。

2.6.2系统控制电路

PLC输出软继电器触点Q0.0， Q0.2， Q0.4， Q0.6控制变频运行电路；Q0.1、Q0.3、Q0.5、Q0.7控制工频运行电路。SA为转换开关，实现手动、自动控制切换。当SA切在手动位时，通过SB1～SB4按钮分别起动4台水泵工频运行，SB5～SB8按钮分别停止4台离心风机工频运行.当SA在自动位时，由PLC控制水泵进行变频或工频状态的起动、切换、停止运行，实现了系统的自由切换和工作状态的灵活选择。

2.6.3PLC及变频器控制模块电路

PLC及变频器控制模块是本系统的核心，它包括时间控制电路、故障报警保护电路、断相相序保护电路。

2.6.4 软件设计

该系统除部分为顺序控制外，从总体上来看具有随机离散控制的特点。流程图如下图所示。设定由瓦斯浓度传感器传送来的瓦斯浓度值为D，用户设定不能超过的瓦斯浓度值为D0，气压传感器传来的压力为F1，用户要求的矿井内气压值为F2。

PLC控制系统具有对通风机的电动机启动与运行，进行监控、联锁和过热保护等功能。PLC与空气压力变送器配合使用，使系统控制的安全性、可靠性大大提高，也使通风机运行的故障率大大降低，提高了设备的运转率。

为满足煤矿矿井通风系统自动控制的要求，设计如下的控制方案：本系统提供手动 /自动两种工作模式，具有现场控制方式、状态显示以及故障报警等功能。

在手动方式下，通风机通过开关进行控制，不受矿井内气压的影响。为防止通风机疲劳运行，在任何状态下风机在累计运行设定时间后要切换至另一台风机运行。A组离心通风机与B组离心通风机可由二位开关转换。循环次数及定时时间可根据需要随机设定。报警信号均为声光形式，声报警 （电笛 ）可用按钮解除 ，报警指示在故障排除后自动消失。

在自动方式下，利用远传空气压力传感器检测矿井内的气压信号，用变送器将现场信号变换成统一的标准信号 （如 4～20 mA 直流电流信号、0 ～5 V直流电压信号等 ），送入 A /D 转换模块进行模数转换，然后送入 PLC，PLC将检测到的气压值与设定的气压值进行比较和处理，输出信号控制通风机工作。当矿井内的气压在一个大气压或在设定的某个大气压力数值以上，工作离心通风机与备用离心通风机循环工作；当出现突发事故，矿井内的气压低于设定的某个大气压力数值，工作离心通风机与备用离心通风机不再循环工作，并自动切换为同时工作，加大对矿井内的通风量，直至矿井内的气压升至设定的大气压力数值以上，工作通风机与备用离心通风机恢复循环工作。

3系统的控制效果

通风系统自动化控制提高了主扇风机设备的自动化管理水平，有力地保证了主扇风机设备的经济、可靠运行，为设备的管理和维修提供了可靠的科学依据。在设计中以风机房为实施对象，有助于实现了风机房的无人值守自动化监控和管理的设计和改造。

参考文献

[1]周九宁.可编程控制器在矿山设备中的应用[J].采矿技术，2004，4（1）：45―46

煤矿自动化控制篇4

【关键词】电气自动化；机械设备；煤矿

随着社会的不断发展，自动化技术的发展前景是很乐观的，很多企业都在想怎样才能将自动化技术运用到生产当中，如果能够实现，那么是有很多优点的，既使工人们省了力气也会收集很多更准确的数据，便于以后对自动化技术的研究，使在这方面有更好的发展，同时也避免了更多的工人们长期处在恶劣工作环境当中，这样也增加了对工人们的安全保障。我国煤矿生产的机械设备已经有了很大发展，尽管和发达国家相比比较落后，另一方面也是由于从事这方面的人员不是很多，环境的不好也给工人带来很多麻烦，同时还危害公人的身体健康，因此在国外吸取了很多的经验，在煤矿中应用了电气自动化技术，很大的提高了效率。本文主要针对煤矿机械自动化设备技术问题进行了研究，从目前来看，自动化设备的技术问题成为未来要发展的目标。

1 煤矿采掘机械的电气自动化

1.1 就最近几年情况来看，很多国家使用的煤矿采掘机械慢慢的向电牵引的方向发展，一些城市也取得了一定的成果。目前，有一些采掘机械已经开始利用电机来驱动它的系统，其中电机主要采用横向的方式安装，容量也越来越大，现在有一些国家的采掘机械总的功率已经达到1000千瓦左右，电机的功率也有120千瓦，另外，使用交流电牵引电机效率很高，也是一种可靠的方法，现在对环境的保护也是不容忽视的，它还有着很大的抵抗污染的能力，接写的维护也是很方便的，所以很多企业都想采用这种方法。

1.2 自动化控制技术的核心技术用另一种方法说就是计算机应用技术，另外还会用一些传感器技术和故障诊断技术。自动化控制技术有效率高、精确度高、可靠性强的三大特点。煤矿的运输工作也慢慢地发展。向多样式的方向靠近，有一些国家已经开始使用双速电机了，而且还想利用计算机技术对其进行监控。

1.3 我国的煤矿机械电器设备自动化控制相对于发达国家而言是比较落后的，而且电牵引目前还没有发展起来，我国目前仍然以液牵引方式为主要方法，现在在我国，虽然也有一些机构试图想要研制国产的电牵引采煤机，但是再投入使用过程中发现还是有很大缺陷的，运作的能力太低而且强度很低，而且运煤量特别少，很多系统正在研制，故障诊断技术也刚开始起步，无论从什么方面看，我国煤矿机械电气设备自动化控制技术的应用都是很落后的，需要进一步的研究和发展。

1.4 液压支架逐渐依靠计算机技术选择使用电压控制以及高压流量的供液系统，就是由于有了这些方面才能使煤矿的生产更加有高的效率。

2 煤矿运输提升

20世纪以来，我国煤矿企业的开采量慢慢增加，对于井下的运输，大多数企业都使用胶带运输的方法，并且在这方面已经取得了成效，随着计算机技术的发展，现在很多技术都需要利用计算机来解决，研究的监控的系统在使用中也取得了很好的效果，尽管有些地方不是很完美，但是还是有一定的提高。随着电气自动化的发展，在采煤方面利用比较先进的技术已经取得了很大的成效，他们开始使用PLC作为中心控制器，工艺有所增加，进一步的完善了提升机安全运行方面的问题。在高科技快速发展的今天，计算机的发展是信息化设计机械设备应用的必要环节。目前，我国的煤矿事业与发达国家相比还是很落后的，因此，国家应该制定一些政策并且给一定的技术支持，慢慢的将我国的煤矿机械电气设备自动化控制技术发展起来，将它运用到实践中，现在，国家对煤矿开采的安全行和信息化建设提出了更高的要求，使信息化设计在煤矿技术中占据的地位变的越来越高。

3 煤矿安全、监控系统

我国的安全系统和制造技术有很多都是从国外引进的，在使用国外技术时我国也在慢慢的研究，已经研究出许多技术，相对于其他国家也有了一定的进步。另外，在我国的煤矿企业中，安全监控系统已经开始使用了。也有很多监控装置，这字儿已经能满足了我国煤矿生产的要求，但是我国还有很多不足之处，传感器的种类很少并且寿命短，工作稳定性很差，但是需要维护的工作量很大，这些都使监控系统缺乏安全性。因此我国还要加大研究。对煤矿机械设备进行信息化设计还能提高工作效率，信息化设计使之有很大的发展，同时也降低了工作时间，提高了经济效益，所以要深刻研究信息化设计，慢慢的使中国在这方面有所发展。煤矿企业本身就是危险的，因此煤矿的安全也是让人们非常重视的，在施工时一定要时刻监控，以免发生意外，因此要在煤矿安全和监测系统上多研究。

4 电气自动化控制系统的应用

目前，网络技术的广泛应用简化了办公平台并且让人容易接受，电气自动化控制系统在网络上的应用并且需要结合设计方法分析一下，这就是目前电气自动化控制系统的应用，综合电气自动化控制的设计，需要有监控设备，实际上，电气自动化控制系统的发展趋势是分散的，它的系统是呈现不断发展的趋势的。

5 结语

科学技术是第一生产力，如果想要促进煤矿产业的安全发展、提高煤矿机械设备电气自动化水平设横重要的，因此只有掌握了煤矿企业发展的核心技术，只有这样才能与科学技术共同发展，使我国的地位慢慢和国际接轨，在这个行业中处于领先地位，现在，煤矿企业的关键是要加快电气自动化技术在煤矿机械设备中的使用，煤矿生产自动化技术在煤矿行业会慢慢的发展，而且占有很重要的部分，因此，本文从四个方面说明了煤矿机械电气设备自动化控制技术的重要性。

【参考文献】

[1]胡轩.论煤矿自动化的未来发展[J].能源与节能，2012（06）.

[2]于亚征，李勤.提高煤矿自动化设备PLC系统可靠性的研究[J].煤矿机械，2008（03）.

煤矿自动化控制篇5

关键词：煤矿生产；通风系统；自动化控制技术

1 影响煤矿通风安全的主要因素

具体而言，影响煤矿生产通风安全的主要因素包括自然因素、人为因素、设备因素等。其中自然因素是由于煤层地质结构复杂，开采深度越深，环境因素对煤矿生产的影响就越大，比如瓦斯涌出量不断加大，增加了瓦斯爆炸事故的发生机率，煤层发生自然火灾、粉尘爆炸的机率也会随之增加等。其次，人为因素。煤矿企业井下生产员工的综合素质普遍较低，其不仅安全意识差，而且对煤矿安全生产相关知识了解也少，生产过程中存在违章作业、不规范作业等现象，无形中也增加了煤矿事故发生的机率。最后，设备因素。一些煤矿井下防尘设备设置不够完善，煤尘堆积、飞扬会导致粉尘爆炸，且矿井监控系统有待升级，各种监测数据的准确性得不到保证，也会影响煤矿的通风安全管理。

2 煤矿通风系统中自动化控制技术的功能要求

针对煤矿通风系统管理中影响其管理效果的主要因素，应用自动化控制技术可以实现以下功能：

（1）实时监测系统运行数据。自动化控制技术可以通过友好的人机界面及传感器实现通风系统的实时监控，包括通风机的运行状态、风压、风量、有毒气体含量等等，综合上述数据对通风系统的运行情况做出准确评价。（2）绘制趋势曲线。用图形曲线的方式对系统传感器采集到的数据进行分析、整理，将其绘制成历史曲线、实时曲线，直观的展示出通风系统子系统、各部件的工作状况，工作人员通过分析趋势曲线即可准确掌握通风系统的运行状况，以及时排除故障。（3）故障检测及排除。通风系统发生故障后，由于通风系统设置有对应的参数上下限，当通风系统运行参数超出限定值，自动控制系统即可针对故障类型发送报警信号，并及时关闭故障风机电源，自动增加其他风机风量或启动备用风机做出及时的故障处理，并且自动控制系统可记录故障参数，为后续故障分析提供依据。（4）安全管理机制。通风系统自动控制系统设置明确的权限分级，不同的管理人员具备对应的管理权限，最大程度上保证系统的牢固性、可靠性。（5）数据报表查询及打印功能。根据用户需求自动控制系统可以查询、打印各类报表，以为用户提供系统性能分析依据。

3 煤矿通风系统中自动化控制技术的具体应用

在煤矿通风系统中，应用自动化控制技术要遵循“集中控制、分散检测”的原则，其工作过程如下：在煤矿井下对应位置设置监控分站，通过传感器实时监测各分站的工作状态，再通过电缆将传感器采集到的数据传送至煤矿通风主站，由主站根据各部位的风力状况进行分析，得出风量控制的最佳方案，再由中央控制模块将风量控制方案转换成控制指令，通过变频装置实现通风风量的控制，其系统结构图如下图1所示。由此可见通风自动控制系统组成主要包括以下三个模块：

3.1 传感器系统

传感器系统包括信号发生器、检测元件两大部分。信号发生器的主要作用是传输、接受不同的信号，通常采用频分制与时分制两种信号传输方式来实现。时分制是按照时序依次传送各路信号，频分制则根据不同的频率发送、接收各路信号。相比之下，频分制电路简单、故障率低，故应用更加广泛，其主要通过定型生产的载频器实现频率的发送与接受。检测元件的主要作用是对矿井现场工作情况进行实时测量，主要通过各巷道中设置的传感器来实现。其主要测量指标包括风量、风压、温度、有毒气体浓度，风速检测元件可实现风量的遥测，常用的风速检测元件包括热式风速仪、恒流式风速仪、恒温风速仪等；采用差压变送器可实现风压的遥测，采用热敏元件或红外线辐射技术即可实现温度的检测，采用红外线吸收、光干涉、定电位电解法等可实现有毒气体浓度的检测等。

3.2 通风系统

通风系统的主要作用就是调节风量，实际应用过程中其主要通过改变百叶窗角度及风门达到控制风量的管理目标。通过频率发送器检测通风系统中百叶窗叶片及风门的运行状态，将对应信号发送到中央控制台，中央控制台接收到信号后改变转动叶片或风门的运行角度或运行状态实现风量的控制。除此之外，还可以通过改变通风机电机转速控制风量，在实际应用中在通风机电机系统中安装一个变频装置，通过变频装置来改变电机转速，从而实现风量的调节，还可在通风机上设置一个定时器，以实现风机风量的定时控制等。

3.3 中央控制系统

中央控制系统的主要作用是对各监控站进行控制，处理各监控站发送的监控信息，根据监控数据修改系统控制指令，控制执行机构实现对应动作，并对通风设备的工作状态进行实时监控，以及时处理各类异常情况等。中央控制系统以计算机为核心，其接口多，扩展能力强，并且运算速度快、精密度高，可更好地优化整个自动控制过程。

4 结束语

总之，作为一个煤炭生产大国，煤矿安全生产会对我国煤炭产业的发展a生直接影响。煤矿通风系统在煤矿生产中具有重要作用，其不仅保证了煤矿的生产效率及效益，而且最大程度上保证了矿井工人的生命安全。随着自动化控制技术的不断发展，其中煤矿通风系统中的应用也越来越广泛，自动化技术的应用提高了煤矿的通风质量，降低了生产事故的发生率，且其操作简便、成本低，在提高煤矿企业生产安全性的同时为其带来了更多的经济效益。

参考文献

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[3]陈醉.关于煤矿通风系统安全的相关影响因素的探讨[J].科技资讯，2012（22）：101.

煤矿自动化控制篇6

【关键词】PLC 技术；煤矿提升机；电控系统；应用

0 引言

随着信息技术的不断发展，计算机技术在各个领域都得到了广泛的应用。PLC自动控制在现代工业中更是有着非常广泛、深入应用。PLC具有可靠性好、抗干扰能力强，且具备编程直观、功能完善、适应性强、接口功能强大等众多优势。煤矿提升系统是煤矿开采的重要环节之一，因此煤矿提升机的正常运转是煤矿开采顺利与否的关键。开展基于PLC技术的矿井提升机自动控制系统的应用研究，有利于提高煤矿开采系统自动化水平和安全可靠性；对于我国煤矿事业的与时俱进和长足发展具有积极的现实意义。

1 PLC技术在煤矿提升机自动化控制系统中的应用

PLC 技术是一种较为完善的数字运算操作系统，在工业环境系统中得到广泛应用。PLC 的贮存器可依靠多种方式来就生产过程或各类型机器进行控制，如模拟的、数字的输入与输出等。PLC 技术特性众多，如使用便利、通用性强等。随着国内计算机技术发展的日益深入，其于工业控制领域当中的应用越加完善。此外，PLC 技术还具备自诊断和监控功能，即系统异常情况下的运行自动终止和报警信号的发出，且能够借助软件来监测故障和校验程序。依靠先进 PLC 技术替换了传统的继电器逻辑控制方式，其作为工作计算机，微处理功能十分独特，通过对外部信号的采集来做出逻辑判断，进而对各个执行原件进行指令传输，从而实现对煤矿提升机控制的自动化。

如下图 1 所示，为PLC煤矿提升机电控系统的系统原理图。上位机为始端，提升机电动机为终端，其间操作测控量包括信号检测高压换向器、加速接触器、制动电源柜及可跳闸制动，这些技术同 PLC机与提升电动机均为双向作用，且操作台依靠 PLC 机的运用，来发挥控制作用，从而最终实现提升电动机的作用。

图1 PLC煤矿提升机电控系统的系统原理图

目前，我国上位机监控系统大多采用工控机、打印机等。上位机以实现人机通信、系统状态的监视、设备控制等；自动化系统的运行状态、数据曲线、设备故障、生产报表等显示。打印机负责实时打印生产报表、系统运行数据等。同时，上位机监控系统可以同企业内部在生产、管理系统中进行交换数据，实现网络化的控制及管理。上位计算机配置以太网卡，按标准以太网协议与PLC 通信。

PLC作为整个自动控制系统的控制核心，它的任务是对提升机系统的进行相关的数据采集、数值运算、信号处理等，其在是整个自动化控制系统的重中之重，为确保系统在工作时万无一失。系统设计时通常都配备两套PLC单元，一套是PLC主控单元，一套为PLC监控单位，两套系统互为补充。

每套PLC单元由一块基本单元、一块扩展单元、两块扩展模块、三块特殊功能模块组成。其中，基本单元、扩展单元、扩展模块用于基本信号的输入与输出。三块特殊功能模块分别用于一块负责最多两路模拟量的输出，一块负责最多可扩展出四路模拟量的输入，一块则为高速采集模块。PLC煤矿提升机自控系统大体有 50 个输入信号、40个输出信号，PLC内部的数据采集及对设备的控制和系统的自我保护功能应以该系统的具体工作工艺流程为依据进行设计。而PLC则能够对被测信号及设备的工作状态进行采集，经时序、逻辑、计数、PID等方式处理后，PLC输出模拟量和开关量对输出继电器、控制继电器、控制回路、信号回路、高压换向器等被控外部对象进行控制，从而实现对提升机系统的工艺流程的完成。

煤矿提升机电控系统负责对箕斗提升进行加速、等速、减速、爬行、保护等动作进行控制操作。完成对提升机的启动、运行、停车等运行及相应的保护，主要功能有：提升控制及中间闭锁、行程控制、井筒信号控制及联锁、过卷监视及控制、速度监视及控制、速度包络线监视及控制、安全回路控制、逐点的速度监视及控制、液钢丝绳滑动监视及控制、压站控制和恒减速控制、传动装置监视及控制、电源故障监视及控制、闸瓦磨损监视及控制、控制系统故障监视、报警及控制、故障诊断、记录、过电压保护、过电流保护、错向保护等功能，为了提高PLC控制保护功能的可靠性，对于关键的故障监测点，应采取多通道、多元件及软件、硬件并用等手段，实现“多重化”的控制保护功能。变频技术发展迅速而且日益成熟，调速更加的方便，性能更加的优良而且具有较高的可靠性，被广泛的应用于各个领域。

煤矿自动化控制篇7

关键词：煤矿自动化；井下通讯控制；电气自动化；音频一体化；节能降耗；顺煤流起车 文献标识码：A

中图分类号：TD654 文章编号：1009-2374（2015）35-0139-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.069

我国虽然经济发展迅速，但是在经济发展中依然面临非常多的问题，其中经济的发展依然离不开较高能源的消耗，这样会带来更多能源的消耗，不仅加大生产成本，更造成了环境的污染。对于化工企业而言更是如此，因此工业中节能技术是目前研究的重点，而电气设备的节能技术管理因此存在较大的问题，必须得到企业和相关部门的重视。

1 概述

本文针对煤矿主运输皮带的运输设备的改造，改造目的是：使用控制保护系统主机和沿线电缆、拉线急停电话，分布控制每条皮带，再通过环网通讯至调度室，调度室作为局域控制中心，可以系统控制每条皮带启停，数据读取，实现顺煤流启动皮带，从而最大程度地节能降耗，并且能够传输至网络集中自动化控制平台，外部人员可以通过获取进入权限密码，进入网络集中自动化控制平台，观察设备运行情况。网络集中自动化控制平台――数据、音频一体化平台。

2 设计改造

本文对煤矿主运输皮带的运输设备的现代化高效率运输管理形式（集中自动化控制――数据、音频一体化）进行改造和配置，示意图如图1所示：

2.1 KTC101+通讯控制保护系统介绍

KTC101+通讯控制保护系统顾名思义就是在井下操作中，可以综合运用该系统发挥控制、通讯、报警以及保护等多方面的功能和作用，尤其是对于工作面、输送机的保护效果最为明显，而又能够在较大程度上提升其对于通话系统以及相应的故障检测系统的保护，促使整个井下操作的顺利进行。对于当前我国现行的井下操作系统来说，其复杂程度越来越高，尤其是相对于输送机的设置来说，其类型也越来越多样化，已经远远不止局限于头尾搭接这一单线型设计，并且在具体的控制方式上也越来越多样化，这也就要求对于这些相应变化的控制必须要进行创新，促使其能够适应这些新的变化，尤其是对于这些变化的控制和保护更应该加强关注，综合运用各种通讯控制保护手段，这也是KTC101+所能够提供的服务，其在这些方面具备着较好的适应性，值得进行推广使用。

2.2 设计理念

2.2.1 地面控制中心通过计算机和工业电视对胶带运输机监视和集中控制，紧急情况可直接向井下命令。

2.2.2 具有冗余功能。地面控制中心采用主、从计算机实现双机热备，当其中一台计算机出现故障时，可自动切换到另一台计算机，数据、控制不中断和丢失。

2.2.3 地面控制中心及井下操作台可设置相应操作人员权限，不同的权限对应不同的操作和控制。

2.2.4 能实时显示各胶带运输机、相关设施及所有信号状况，并能方便地进行多画面切换。

2.2.5 系统启动前自动通过视频巡检，发现有问题人工干预停止本次启动；运行过程工况参数异常自动弹出视频（有视频支持）及相关参数文本框进行观察判断；可随时调出视频观看。

2.2.6 系统启动前、运行中、检修状态、故障状态、保护动作、工况异常时，给出相应语音、警报提示音。

2.2.7 数据综合处理功能。自动生成操作记录、故障记录等班、日、月、年报表，并可通过关键字、日期等方式对生产报表进行数据的查询与统计等功能，满足统计、报表要求。

2.2.8 具有打印功能。实时或按时间段打印各胶带运输机和相关设备的运行参数（如运行时间、电机电流等）和运行状态（如胶带机开停状态、故障类型、故障发生时间等）。

2.2.9 系统在停电的情况，UPS电源能够为系统提供不低于2小时连续供电。

2.2.10 控制模式：（1）远控功能，即采用地面控制中心进行直接控制；（2）集中控制，即采用井下头部集中控制台进行集中控制；（3）就地控制，即针对具体的设备故障或者检修进行具体的即时操作控制，主要就是指单机的启、停等控制；（4）控制方式切换功能，即针对不同的控制方式进行转变，使这些控制方式能够互为备用、互相闭锁；（5）针对遭遇的突然故障可以采取紧急停车、故障复位功能；（6）后部闭锁功能，即逆煤流起车、顺煤流停车。

2.2.11 显示功能：（1）工况显示，动态、实时显示整个系统所有胶带运输机工况，包括胶带输送机运行状态、控制模式、给煤机开/停状态、检修状态及运行速度、拖动电机电压、电流、变频器频率、开机时间、停机时间等参数以及保护状态、煤仓煤位、电动机温度、减速器油温油位、设备振动等相关信息、参数；（2）故障及保护显示，实时显示胶带运输机和各种保护传感器的工作状态，显示胶带运输机的故障类型，分站之间通信是否异常；（3）系统保护具有寻址功能，显示故障对应地址位置；（4）历史查询，可按时间段查询各类数据，数据存储时间不得小于30天。

2.2.12 保护功能：（1）系统具有胶带机驱动滚筒防滑、堆煤，温度保护、烟雾保护和自动洒水装置、防跑偏保护、张紧力下降保护、防撕裂保护；（2）利用现有保护传感器，增加、更换必要的传感器，实现胶带机及相关设施的集中控制；（3）钢丝绳芯胶带在线监测系统接入控制系统内，并能进行分析、显示；（4）煤仓配备雷达料位仪；（5）胶带输送机沿线每100m设置急停保护装置。

2.2.13 视频、通讯：（1）通讯传输系统用光纤进行连接；（2）各装（卸）载点配备摄像仪；（3）胶带输送机巷根据现场工况每100m或50m设置一台扩音警示装置，实现语音加警报音预警，实现各点通话功能。井下各区域实现视频集中显示功能。

2.2.14 系统采用节能降耗设计思路，具有顺煤流起车功能，运输皮带及刮板运输机配备变频启动装置。

控制方式：（1）集中控制方式（可由通信接口通过环网连接至井上调度主控计算机对系统进行远程逻辑控制）；（2）就地控制方式（由井下系统进行设备自身集中加分布式控制）；（3）检修控制方式（由系统进行设备自身单独控制，打消设备之间的连锁关系）；（4）点动控制方式（由系统进行单台电机点动控制）；（5）皮带沿线控制器、扩音电话及闭锁开关带有急停按钮，按下按钮实现就地急停。

3 结语

综上所述，目前化工企业在电气设备的使用上虽然已经有了长远的进步，在电气设备的利用率上有了较大程度的提高，但是由于化工企业基础较差以及很多化工企业存在较多管理漏洞，在电气设备的管理上存在人员不足或者是意识跟不上等现象，因此电气设备的节能技术的实施不仅仅是设备的改良问题，同时也需要全体员工共同参与。我国对于在工业中能源的消耗一直都比较重视，因此节能减排在我国很早就有人提出，这意味着很多工程在生产的过程中对能源的消耗以及利用率非常重视。为了完成节能减排的硬性指标，工厂不得不提高节能技术，以满足节能减排的要求。目前很多化工企业的结构有很大一部分在进行调整，这是因为很多电气设备不得不进行节能技术的运用。同时对于很多化工企业而言，采用电气设备节能技术同样受到国家的支持和鼓励，使得目前很多工厂在节能技术的推广上已经取得了一系列的进展。工厂的节能问题已经有了进一步的提高，未来工厂在能源的利用效率以及在工作效率上也将会有一个较大的提高。

参考文献

[1] 王艳蓉，陆鑫，林庆农，等.新一代电力自动化软件支撑平台的设计及应用[J].电力信息化，2010，（9）.

[2] 郑海坤.关于电力自动化系统网络安全的几点思考

[J].机电信息，2012，（3）.

[3] 刘波.浅析电气设备常见故障分析方法[J].黑龙江科技信息，2013，（26）.

煤矿自动化控制篇8

【关键词】PLC技术；自动化控制系统

一、PLC与传统的继电器的区别

（1）传统的继电器控制就开关问题能够很好的进行控制工作，但是PLC则不仅可对开关量进行有效控制，还能对模拟量进行控制，同时与计算机形成全面的网络，顺利完成对不同级的积极控制。

（2）传统的继电器控制线路的组成是诸多的硬件继电器，而PLC放弃硬件继电器选用很多“软继电器”来组成系统。正常来说，传统继电器的成分使其拥有强大的抗外界干扰的能力，然而由于加入了大量的机械触点，从而使得物理方面机械疲劳、尘埃的隔离性及电弧带来的波动，系统程度直线下降。PLC采用逻辑运算微电子来进行无机械触点技术，难度复杂系数相对较大的由PLC内部运算器进行控制完成，所以其具有较长的使用周期，稳定性较高。（3）容易操作简单的编程和更为直观编程。这种可以引入程控器更利于该程序面向用户，进行市场推广，使用梯形图语言来实现控制的全部过程。

（4）拥有较好的适应性能。继电器控制主要还是通过硬件将元件之间连接起来来实现工作程序，只能在线路中实现控制功能。然而PLC的控制功能则不是通过线路而是编程来决定工作流程。当有要求对控制进行修改更新时候，则只需要将程序修改为匹配即可。使用很是方便灵活。特别值得一提的是，可编程控制器产品正向着更为符合量化标准的方式执行，目前已经达到标准化、系列化、模块化。进行远程方面的基本控制。

（5）功能方面很强大，接口组织技术完善。当今引用模拟和数字的双料输出输入程序使可编程控制器具有更为细致化的功能运转、逻辑和算术运算、定时、计数、顺序控制、自检、记录和显示等功能。在控制水平上有了进一步的提升，接口处给用户提供了更为广阔的发挥使用空间，在各种设备之间可以进行不同的转换和连接，现可以与传统的继电器接触器及电磁阀等进行直接连接，使用更为方便和兼容。

（6）在继电器控制线路中，当电源接通时线路中各继电器都处于受制约状态。在PLC中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，每个“软继电器”受制约接通的时间是很短暂的。

二、PLC控制系统

PLC作为控制核心和网络系统的主站，它承担着整个提升机电控系统的数据采集、数值运算、信号处理、通信控制、系统管理及自检、诊断等任务，其在电控系统中的位置非常重要。通常需要配置不少于两套的PLC，一套为主控PLC，另一套为监控PLC，二者互为监视、比较和备用。同样两套PLC，最为先进的是按全级别热备冗余（电源冗余、CPU冗余、控制网络冗余、上位计算机冗余等）配置和采用标准以太网通信。PLC控制系统的技术发展新动向。

（1）主CPU时刻更新备用CPU，主CPU故障时，备用CPU能给切换（小于10ms）。这就意味着双CPU在任何时刻都具有完全相同的程序、状态而热备冗余，从而具有最高级别的系统可靠性。

（2）热备冗余的切换，不影响系统操作和运行、不丢失数据和程序、不导致增量输出和误动作，最大限度地避免了因硬件故障而造成的停机现象。

（3）每个CPU上集成有以太网接口（可冗余配置），能很方便地连接上位计算机系统，可作为操作员站、工程师站、管理站及更高层次的应用。控制器是按标准以太网协议通信、编程及组态，传输速率达l0Mbids，符合当今自控领域内的技术与“信息高速公路”相结合的发展主流。

（4）每个CPU上集成有两个RS-232C接口，可以按Modbus协议与第三方的只能设备通信，如与高压开关柜内的电力监控单元通信，能方便地实现四遥（遥测、遥控、遥信、遥调）功能而无需增加任何硬件开销。

（5）可扩展的通信接口，能方便地与全数字直流传动、交频器等通信，传动控制将不再依赖I/0信号，而是借助数据报文过程进行数据交换，J十且通信介质采用光缆，具有最高级别的抗十扰能力。

三、控制保护PLC功能

控制保护PLC根据外部输人的有关开关量、模拟量、光电编码器脉冲等信号进行逻辑运算、数值运算，完成提升机的启动、运行、停车等整个提升过程的运行控制及保护，主要功能有：行程控制、提升控制及中间闭锁、安全回路控制、井筒信号控制及联锁、过卷监视及控制、速度监视及控制、速度包络线监视及控制、逐点的速度监视及控制、液压站控制和恒减速控制、钢丝绳滑动监视及控制、传动装置监视及控制、闸瓦磨损监视及控制、电源故障监视及控制、控制系统故障监视、报警及控制、故障诊断、记录、过电压保护、过电流保护、错向保护等功能，为了提高PLC控制保护功能的可靠性，对于关键的故障监测点，应采取多通道、多元件及软件、硬件并用等手段，实现“多重化”的控制保护功能。

四、数字提升机自动化控制系统的应用

（1）数字化的调节操作。数字化的调节是以 PLC 为主要核心构件，对于机器的保护可以说是很全面，设备也做到了一定的水平。其主要工作优势是能够使提升机的工作速度加快以及对电流双闭环调节，另外能够对电路中的回路起到保护作用。

（2）安全、可靠的网络化控制。整体的电力控制部分是借助网络的联通来进行有效的交流和信号传送，需要注意的是要将现场的各种客观条件考虑到设备安装过程中，要尽量保证成本的最低消耗。通过网络的传输能够最大程度降低传送信息的时间及能够保证稳定性。新增加的 PLC 在安装到使用中不仅能够使其特有的基本功能得以发挥，另外还能够代替原有的继电器发挥同样的作用。通过对基本程序的电子化数字化的匹配丰富来实现使用传统继电器无法完成的一些操作。

五、PLC技术在煤矿提升机自动化控制系统中的应用

近年来，我国的变频技术发展迅速而且日益成熟，调速更加的方便，性能更加的优良而且具有较高的可靠性，被广泛的应用于各个领域。可编程控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，能够进行逻辑运算、顺序控制以及算数运算等操作，具有适应性强、编程简单、抗十扰强的优点。采用PLC控制变频器，与传统的继电器控制相比，提升机制动更加平稳，操作更加简单，提高了控制精度，降低了生产过程中的故障率。下面是阐述PLC在安全回路控制中的应用。PLC的安全回路设计主要是出现机械、电气故障，控制提升机进人安全保护状态，确保工作人员和设备的安全，主要有以下几种保护措施：（1）报警显示。会在工作参数出现异常时，如当冷却器温度过高时，保护系统进行报警显示。（2）二次不能开车。当提升机的设备出现异常，有电机绕组过热，提升机不能进行再次的启动。（3）立即电气制动。当提升机在工作中，出现故障时，提升机将立即进行制动，停止运行。（4）立即安全制动。安全制动是保护系统的最后环节，当提升机或是安全回路本身出现故障时都能准确地实施安全制动。

六、结论

随着数字控制技术的发展和PLC技术水平的提高，PLC技术在提升机控制系统中的应用越来越广泛。数字监控器也逐渐取代了机械式监控器和井筒开关，并作为提升机安全运行的后备保护，在提升机的生产过程中发挥的作用也越来越大。PLC技术在控制系统中的使用大大地提高了提升机的控制性能，也提高了系统自动化水平和安全可靠性，有利于提高系统的运行效率，促进矿井的安全、和谐、健康发展。

参考文献

煤矿自动化控制篇9

关键词：煤矿机电；自动化；发展应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.143

0 引言

随着科技进步和自动化技术的发展，煤矿机电自动化技术被广泛应用于煤矿建设中，煤矿在开采和掘进等方面都依赖于煤矿机电自动化技术，对提高煤矿工作效率有重要意义，目前煤矿机电设备逐渐向自动化和多功能化发展，在减轻井下作业人员劳动力度的同时还对降低煤矿事故有很大的帮助，因此煤矿机电自动化技术不断发展，在信息化的影响下，煤矿机电自动化成为煤矿发展的趋势和方向。

1 煤矿机电自动化的现状

我国煤矿企业信息化工作在逐步稳定的进行中，对于煤矿来说煤矿机电自动化是煤矿发展面临新的挑战与机遇，煤矿自动化技术在煤矿发展中起到不可或缺的地位，详细了解井内内部情况，了解矿井的框架，及时发现矿井内部存在的安全隐患，将煤矿机电自动化应用到矿井的主要工作中，充分保障井下作业的安全性，但与西方发达国家相比，煤矿机电自动化在经验和技术上还存在很大差距，这就要求我国重视对煤矿机电自动化技术，充分发挥机械设备的工作能力，减少人员投入，提高经济效益。

2 煤矿机电设备自动化特点

我国煤矿机电技术的主要特点是信息化和自动化，信息化作为未来社会发展的趋势，煤矿机电自动化和信息化也成为各个环节中不可缺少的部分，只有实现煤矿机电自动化和信息化的相互结合，才能有力的推动我国煤矿企业的发展与安全生产，加大对煤矿机电自动化和信息化的信息引进，对提升煤矿生产效率和降低安全事故是煤矿作业的关键。自动化主要是设备在无人监管的情况可以自主完成信息监测、传输、分析、控制等作业，从而实现减少人工成本完成预定目标的科学技术，具有安全可靠、稳定高效的优点，被广泛应用于各个行业中，自动化技术通过计算机技术、信息技术和自动控制等技术知识完成整个工作控制，自动化技术的集约化、多样化和智能化为煤矿企业提高生产效率和减少人力财力的浪费有很重要的意义，自动化技术以计算机为主要处理中心，对井下作业操作中信息采集、信息传输和处理等信息及时进行整理，并根据煤矿井下作业中出现的故障进行分析总结，采用通讯和网络技术进行信息的传输，并通过微处理器技术不断提升煤矿机电设备对信息的处理能力。

3 煤矿机电自动化的应用情况

（1）提升机的自动化。煤矿机电自动化设备中，煤矿提升机是煤矿生产中的重要运输设备，机电自动化技术主要依靠全过程控制系统和数字化监控系统作业，但该设备具有体积大、重量大、难操作的缺陷，人工操作起来较为困难，通过对提升机的自动化控制，可ζ湓诵凶纯鼋行实施检测，利用自动化控制系统，实现数字化控制，数字化监控具有良好的可靠性，可对各个作业平台情况进行实施监控，当出现故障可实行自动断电保护，还可以节省维修成本并对作业现场的噪音起到良好的控制；煤矿自动化技术中的软启动控制技术可以减少启动方式对设备的伤害，确保设备在平稳的状态下作业，并可实现对提升机作业位置和运行状况检测，实时保护煤矿机电设备的安全运行，减少井下事故的发生。（2）采煤机的自动化。采煤机是煤矿生产中的主要设备，随着机电自动化技术的提高电牵引式采煤机逐渐成为主要趋势，电牵引采煤机具有安全性高、传输性能好和操作方便的优点，可实现采煤工作中对采煤作业过程的检测、诊断等自动化操作，电牵引技术可以保证机械设备的稳定性，引用传感器对设备运行中出现的电压、速度、温度等参数进行实施监控，并能及时对作业中的故障状况进行精准的判断，该设备具有自动检测和诊断功能，将获取的信息进行整理后，可以对信息进行调控，节省成本的同时对设备的运行也起到保护作用。（3）液压支架自动化。机电自动化技术在实施过程中逐渐实现电液控制，在计算机与电液阀的配合下，液压直接有自由移动的优势，实现对信号的搜集、整理和传输等自动化处理，并将信号分析汇总，由液压支架发出自动化控制信号实现自动化控制；液压支架地面主机与井下作业的控制主机连接，连接引用的光纤技术传输速度快，对液压支架的运行和信息传输提供准确的数据，实现对液压支架的动态操控。（4）运输设备自动化。煤矿井下作业操作程序复杂，需要多种技术相互结合才能达到预期效果，在生产过程中，煤矿开采的同时煤矿资源的运输也是一项重要工作，只有不断提高煤矿运输机的性能才能保证煤矿开采工作的持续高效进行，煤矿机电自动化设备中的带式传送机，可以持续的进行煤炭资源的运输，减少对运输方面的投入，提高运输系统的稳定。

4 煤矿机电自动化发展前景

煤矿企业的行业发展促使企业引进先进的自动化技术协助生产实现高效高产的经济效益，既可以减少投入成本又可以提高整个行业的生产水平，因此，煤矿机电自动化技术向高效性、信息化发展。煤矿机电自动化运行为适应煤矿生产环境，向更加高效、高产且能耗低的中央处理器发展，新型的自动化产品之间不断进行信息交流，可以与主控系统进行连接，加上井下机电运行环境恶劣，只有不断提升设备自身的适应性，不受周围环境影响，才能促进设备的发展和推动煤矿自动化设备的应用。企业为提高自身竞争力，需要在煤矿作业中采用煤矿机电自动化设备，该技术的智能化和自动化可以再生产各项工作更加系统和统一，增强煤矿工作的可靠性和安全性。

5 结束语

煤矿机电自动化是实现煤矿机电自动化智能化的主要趋势，顺应时展的需求，恶劣的井下作业环境对设备的要求很高，为实现高效高产加强对生产设备的是实时监控，而机电自动化和信息化的应用，不仅可以应用与各个行业中，还对提升煤矿综合生产力和节约成本有重要意义，因此，煤矿机电自动化的应用对提高机械设备的运行，减少经济成本和提高煤矿的安全可靠提供了有利的条件。

参考文献：

[1]张震宇.煤矿机电自动化技术的应用[J].电子技术与软件工程，2017（01）：127.

煤矿自动化控制篇10

关键词：煤矿 自动化技术 发展现状 发展趋势

煤矿的生产环境恶劣，煤矿行业的自动化水平发展落后于其他行业。随着煤矿机械的发展，煤炭工业研究的重点之一即为机械自动化，机电一体化的自动化设备被广泛应用在煤矿生产的各个环节，提高了生产效率和产品质量。目前，自动化在煤矿企业的发展主要表现在以下几方面：

1 采掘机械自动化

随着计算机技术和传感器技术的不断发展进步，国外普遍采用计算机控制采掘机械，进行采煤机、工作面运输及支架的联合控制，实现了采煤作业的综合自动化。另外，计算机一般具有离机操作的功能，可以进行设备的故障诊断和工况检测。采煤机经历了从液压牵引到电牵引，从直流牵引到交流频电牵引的发展，逐渐向大容量过渡，采用多电机拖动的方式，能使总装机的功率达到1500kW；大运量、重型化、高强度、高寿命是工作面输送机的发展方向；液压支架实现了高压、大流量供液。掘进机发展到由大型PLC控制，能够自动化控制、进行故障诊治判断和工况检查。上世纪70年代以来，我国综采机械发展迅速，所采用的设备近90%为国产，且大多采用液压牵引，最大装机功率为800kW。目前，上海煤科分院和太远矿山机械厂、西安煤机厂都研制了电牵引采煤机。我国的采掘机械自动化还处在工作面运输能力下、过煤量低的起步阶段。

2 运输提升的机械自动化

在井下进行主煤的运输时，国外先进的采煤国采用胶带运输的方式，并用高速车、齿轮车、单轧吊及胶轮蓄电池机车等辅助运输。采用交流变频调速、SCR-D直流调速进行胶带运输。利用计算机进行集中控制和保护、诊断故障，系统具有的保护主要有低俗速、烟雾、跑偏、断裂、急停、煤位、温度等。

我国仍以轨道运输为主进行主煤运输。20世纪80年代以来，胶带运输被逐渐应用到在一些大型矿井和新建矿井中，使用计算机或PLC进行控制，装备了综合保护装置，运用DCS结构与矿井的安全监控系统联网。采用全数字化控制和IGBT、FFR、GTO等新型电力器件的轨道运输电机，并研制成功了PLC或计算机控制的“信集团”系统。国外先进采煤国普遍采用全数字SCR—D系统进行矿井提升运输。随着变频交流系统的迅速发展，PLC控制的提升机被广泛应用，形成了标准产品，实现了提升工况流程控制、安全回路检测。

3 安全监控系统

由于作业条件艰苦，并受到水、火、冒顶、煤尘和瓦斯等自然灾害的威胁，煤炭行业发展煤矿自动化设置安全监控系统十分必要。我国自上世纪70年代起，从国外引进先进的安全监控系统和制造技术，经过多年的消化和吸收，已经出现了几十家生产煤矿安全监控系统的科研和生产单位，包括AL、TF200、KJ系列等监控系统。从系统的结构和计算机应用的角度来说，与国外90年代的水平相当，但传感器的种类较少、稳定性差、寿命较短，系统维护的工作量大；由于软件的档次不够，缺乏专家的诊断和决策，许多监控系统缺乏可靠性、利用率较低。

作为重要的产煤国，煤炭在一次能源中所占的比重较大。煤炭在能源中具有稳固的统治地位，要保持煤炭工业的持续发展，必须依靠科技的力量、不断进行科技进步。计算机技术的全面应用及其功能的有效全面发挥，将使煤矿系统发生根本性的变化，未来将形成煤矿的“整体监控系统”。

1 现场信息自动化控制

过程控制系统的远控集控要求现场信息的高度集成。仪表技术的智能化、现场总线及工业以太网技术的全面迅速发展，为过程控制系统的现场信息高度集成化提供了基础。其整体思路是在设备自动化的基础上，使矿井安全生产的机械化、信息化、网络化、数字化、自动化成为可能，并实现本地、远程、移动、固定的立体数字信息化网络管理系统。通过传感器对现场信息进行采集实现对现场设备的系统控制，按照主控器指令通过执行机构实现对现场设备的控制，再通过网络传输系统利用各种协议将各个现场控制系统连接，并将获得的系统信息传输到地面的集中监控中心。通过监控软件（HMI／SCA—DA）和监控中心服务器对矿井内的多有自动化子系统进行集中控制和管理。

2 集中控制的全矿井过程自动化

全矿井的过程自动化控制是将先进的采煤作业的过程控制技术引入矿井自动化集中控制中心，采用工业以太网技术和先进的自动化采掘设备，在矿井集中监控中心建设的基础上，实现企业集控中心对远程监视、监控和操作矿井关键设备的目的。采用统一标准化组态软件编程，实现各类系统或设备在地面的在线参数化，通过地面支援中心进行远程诊断，将故障指令下达并通知矿井人员做出及时处理，并对企业内个性资源进行统一的集中调度。煤矿自动化发展的方向是在矿井过程自动化集中控制的基础上建设企业级过程自动化集中控制中心。它将弱化并取代矿级集控中心，跨矿井实现对过程控制层、基础设备层、企业各级管理层、安全生产调度曾的集中统一控制，建立企业的数据仓库，改变原有的额煤矿安全生产模式，实现管控一体化的矿井生产模式。

3 煤矿远程集控中心

煤矿远程集控中心通过快速的通讯传输网和高效的自动控制网，实现对企业多有矿井全生产过程的在线监控和远程操作。借助中心集控软件监视矿井内各个设备的运行状态，进行设别的远程诊断并调整相关参数。根据设备或系统的故障类型将设备检修、维护等指令下达给矿井人员，令他们第一时间达到现场并进行故障处理。借助于生产制造的执行系统，调度生产计划、分析设备监控和各类生产数据。综合过程动态画面和实时数据，对作业继承、设备状态、现场环境等进行及时反馈，实现生产现场的监视与跟踪，为企业的安全生产和管理决策提供支撑，发挥自动效能，为企业创造效益。

综上，虽然我国煤矿自动化的发展还远远落后与世界先进国家的水平，还存在许多有待于研究和解决的问题，需要在实践中不断地发展和提高，但笔者认为，我国未来的煤矿自动化将向着现场信息自动化控制、煤矿远程集控中心和集中控制的全矿井过程自动化方向发展。

参考文献:

[1]王宝琳.浅谈煤矿开采中自动化技术的应用[J].中国科技财富,2011(16):91.

[2]胡穗延.煤矿自动化和通信技术现状与发展趋势[J].煤炭科学技术,2007,35(8):1-4.