煤矿工作面自动化控制系统探讨

时间：2023年05月14日

来源：泰勒斯威夫特

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下面是小编为大家整理的煤矿工作面自动化控制系统探讨，本文共7篇，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。本文原稿由网友“泰勒斯威夫特”提供。

篇1：煤矿工作面自动化控制系统探讨

摘要：我国综采工作面自动化的研究己经有十多年的历史，但总的来说，综采工作面自动化的设备零散组合多，整体成套系统少，因此系统可靠性有待提高。本文介绍工作面综采自动化控制系统的配套应用，以实现工作面少人化、无人化开采为目标。系统依托贯穿工作面、顺槽的工业以太网通信系统及无线网络通信平台，实现以综采设备自动化控制为核心，人员就地巡视干预为辅助，顺槽、地面远程集中监控为支撑的自动化控制模式。

关键词：综采工作面；自动化；成套设备；远程监控

1概述

我国煤矿有综采工作面3000多个，其中配备高端自动化装备的工作面有450个，仅占综采工作面总数的15%。而发达国家已达到100%，基本开始了综采工作面从5人采煤向2人采煤再向无人化采煤的过渡[1，2]。例如：平均日产1.07万吨，采高2.05米的OakyCreek煤矿；平均日产近2万吨，采高3-3.2米的嘉能可(Glencore)公司布尔加井工矿（BulgaUnderground）；日产最高4.5万吨，采高4.5-4.8米，最高月产100万吨的Anglo公司莫兰巴北矿等。这些煤矿已发展到工作面班长1人，操作工3人，巡视工1人的5人开采模式[3]。国内也有二十多个矿区进行过综采工作面自动化的探索与尝试[3，4]，典型的有神东榆家梁、黄陵矿等。这些探索很大程序上促进了我国综采设备的发展。如液压支架可以实现跟随采煤机的位置和方向自动完成降-移-升、推溜、喷雾等动作，采煤机能够实现记忆割煤，运输设备能够实现变频启停和煤流监控调速等技术。但总的来说，综采工作面自动化的整体配套设备还有欠缺，系统可靠性还有待提高。本文以红柳煤矿I040301综采工作面为例，介绍工作面综采自动化控制系统的配套及可靠容错机制。综采自动化以工作面少人化、无人化开采为目标，依托贯穿工作面、顺槽的工业以太网通信系统及无线网络通信平台，实现以综采设备自动化控制为核心，人员就地巡视干预为辅助，顺槽、地面远程集中监控为支撑的自动化控制模式[5]。

篇2：煤矿工作面自动化控制系统探讨

2.1系统配套组成

红柳煤矿I040301自动化工作面采用北京天地玛珂公司综采自动化成套系统SAM，以液压支架电液控系统SAC为基础，采煤机绝对定位系统LASC为核心，智能集成供液系统SAP、工作面视频监控系统SAV、采煤机控制系统SAS、顺槽三机集成控制系统SAT、顺槽胶带输送机集成控制系统SAB、集成供电系统、工作面工业以太网通讯、顺槽监控中心、工作面语音通信、工作面控制模块等12子系统为辅助，实现可视化远程干预型智能化采煤技术。具有在地面调度中心对综采工作面设备（采煤机、液压支架、运输机、机、破碎机、皮带机系统）的监测功能、“一键”启停控制和远程干预操控功能；具有在顺槽控制中心对综采工作面设备的监测及集中控制功能；具有对工作面综采设备的数据集成、处理、故障诊断、管理等功能；具有工作面工业以太网，实现数据的高速传输；具有工作面视频系统，实现对主要综采设备的实时监控；实现双向全截深与双向半截深采煤工艺的自动化跟机模式；具有工作面自动找直功能；具有单机故障其他设备不受影响的容错机制。

2.2系统配套原理及结构

2.2.1工作面自动化a.SAC结构组成及原理每台支架安装一台16功能电磁主阀和控制器，控制器之间通过4C线连接（CAN总线通讯协议）可实现邻架、成组、顺序操作。右立柱安装压力传感器（测量值0-60MPa），推移千斤安装形成传感器（测量值0-960mm），在左立柱安装红外接收器（采煤机定位）实现跟随采煤机跟机自动操作，每10台支架安装一组（两个）倾角传感器（测量值-30。~30。），机头安装一个信号转换器和网络变换器，负责将CAN总线通讯转换为RS422通讯，将数据传输至监控中心网络交换机。同时监控中心将操作的指令通过CAN总线通讯传输至支架，实现数据交互和远程操作。系统通过读取LASC惯性导航生成的工作面曲线实现工作面自动找直功能。b.LASC2.0结构组成（LongWallAutomationSteeringCommitte）LASC是一套数据采集处理系统，安装INS惯性导航系统（实现精确定位，姿态检测）、摇臂安装角度传感器、SPMS采煤机位置测量系统等可实现采煤机精确定位、采高测量、煤机速度测量、机身姿态检测、工作面直线度测量等。辅助以工作面煤层模型，可实现采煤机保持工作面平直（防上窜下滑）、采煤机自动调高控制（适应起伏变化）、保持采煤机在煤层及3D可视化虚拟现实等功能。c.SAV结构组成及原理每6台支架安装一台云台摄像仪（可实现180°旋转）和综合接入器，综合接入器之间通过4N线连接（TCP/IP通讯协议）、每12台支架安装一台WI-FI基站与综合接入器通过4NS线连接（2.4G无线通信）,每3台支架安装一台照明灯，工作面机头机尾个安装一台光电转换器，负责将TCP/IP通讯转换为光缆通讯，将视频数据传输至监控中心光电转换器后接入数据交换机。d.SAS结构组成及原理采煤机安装一台WI-FI基站（2.4G无线通信），负责LASC系统与工作面WI-FI环网进行数据交互，采煤机电缆通过载波通讯与顺槽载波通讯模块进行数据交换，负责将采煤机工况传输至顺槽网络交换机，同时监控中心将远控操作的指令通过载波通讯传输至煤机，实现数据交互。通过记忆采煤机LASC绝对位置、摇臂摆角、速度等数据，实现采煤机记忆割煤。2.2.2顺槽监控自动化a.监控中心结构组成及原理安装有6台主机6台显示器（支架主界面、采煤机主界面、综合控制主界面、支架视频、煤壁视频、跟机视频），1台支架远程操作台（与支架主机通过RS232通讯），1台采煤机远程操作台（与采煤机主机通过RS232通讯），3台数据交换机，将工作面和顺槽数据进行集合处理，处理完毕的数据经过工作面模型控制计算后发出指令，通过CAN总线通讯和载波通信传输至支架和采煤机（顺槽-采场）。经过处理的数据通过一台路由交换机及光电转化器实现顺槽与井下以太网的通讯，从而与地面实现数据交互（顺槽-地面）。b.SAP结构组成及原理每台泵站安装1台综合接线器，整套系统安装1台泵站主机、1台操作台（与泵站主机通过RS232通讯）、1台PLC控制器（PLC接入组合开关先导回路），可实现远程和就地控制，泵站和泵箱安装压力传感器、液位传感器、流量传感器、浓度传感器、电流传感器油位传感器、温度传感器等，综合接线器将传感器数据采集传输PLC控制器，PLC将数据传输至泵站主机，集控主机分析处理，通过3180通讯将数据传输至综合接入器，综合接入器接入监控中心的网络交换机实现数据采集交互。2.2.3地面监控自动化地面调度室安装1台服务器、2台工作站（1台支架主机、1台采煤机主机）、3台监视器、1台网络交换机、1台支架远程操作台（与支架主机通过RS232通讯）、1台采煤机远程操作台（与采煤机主机通过RS232通讯），井下数据通过以工业太网通讯接入网络交换机后连接服务器，经过服务器分析处理接入地面工作站，可实现地面调度对工作面设备的检测功和远程启停控制及远程干预操作功能。

3系统实现的主要功能

3.1综采工作面自动化系统主要实现的功能

采煤机以记忆割煤为主，人工干预为辅，其过程如图2所示；液压支架以跟随采煤机自动动作为主，人工干预为辅；综采运输设备实现集中自动化控制；依据LASC系统实现对工作面直线度状态监测，并在支架跟机自动控制过程中实现自动找直，其找直的电液控制参数设置及效果分别如图3(a)和图3(b)所示；依托全工作面视频实时监控；实现集视频、语音、远程集中控制为一体的综采工作面自动化系统，实现综采工作面自动化控制系统，实现工作面采煤机、刮板运输机和液压支架等设备的联动控制和关联闭锁等功能。利用压力、流量、行程、负荷、视频等各种传感器实现综采工作面工况、设备状态等信息的感知，为自动化系统的判断提供依据。系统实现的主要自控功能为：具有双向全截深采煤工艺的自动化跟机模式，采煤机记忆割煤，工作面液压支架跟机移架、推溜、护帮板和伸缩梁的联动。具有对工作面综采设备的数据集成、处理、故障诊断、管理等功能。具有LASC采煤机绝对定位轨迹记录，工作面自动找直功能。具有在地面调度中心对井下设备（采煤机、液压支架、运输机、转载机、破碎机系统）的.“一键”启停控制和远程干预操控功能。具有在地面调度中心对综采工作面设备的监测功能。具有在顺槽控制中心对综采工作面设备的监测及集中控制功能;具有泵站系统设备工况监测及控制功能。具有对采煤机工况监测与远程控制功能。具有工作面工业以太网，实现数据的高速传输。具有工作面视频系统，实现对主要综采设备的实时监控。具有井上下数据传输功能。具有对液压支架工况监测与远程控制功能。具有对工作面运输设备运行状态监测及控制功能。当综采工作面自动化控制系统出现故障时，各子系统不受综采自动化系统控制，以保证在检修和自动化控制系统出现故障时，各子系统能单独开车，确保生产不受影响。

3.2实施过程中发现的一些问题

通过项目实施，也发现了一些问题，主要表现如下：（1）自动化生产过程中煤岩识变功能是下一步突破的重点，虽联系厂家进行了进一步的尝试，但因摄像头安装位置、采高、大块煤砸等，取得的效果不明显；（2）自动化割煤是在采煤机学习正常循环结束后，利用记忆割煤功能实现的自动化割煤，在采场条件发生变化的情况下（如小构造、褶曲、仰俯采变化较大的情况），采煤机自动化适应能力差，无法准确及时的调整采煤机姿态。（3）随着工作面的推进高差出现变化，工作面斜长也随着变化，届时需要通过调整支架架型及采场伪斜来控制刮板输送机位置（既调整刮板输送机的上窜下滑），自动化设备的无法满足这种情况的开采。（4）工作面片帮煤於堵出现大块煤翻出电缆槽现象，人工操作拉架时，会将抬底千斤行程全部伸完后在进行拉架，这样有效防止底槽电缆被挤故障，而自动化拉架未能实现该功能。（5）人工在拉架结束升架时，根据工作面采场条件一般会将平衡千斤动作将顶梁上仰1°左右，这样既能保证顶梁接顶严实，又能防止伪顶脱落而造成空顶，而自动化拉架未能实现该功能。（6）工作面在周期来压期间会出现局部片帮现象，人工割煤时会采取超前移架或带压擦顶移架及时支护顶板，而自动化拉架未能实现该功能。（7）支架无人员识别功能，人员在架间作业时也会自动操作，存在安全隐患；（8）液压支架因本架滤芯堵塞更换不及时而出现的动作慢，导致部分动作不到位，且动作慢等现象。（9）程序稳定性差，跟机过程中部分支架未能完成规定动作。（10）自动割煤拉架后，支架中心距调整状态不准确，存在“甩头”现象。（11）采煤机断电后，原学习记忆有关数据无法保存，需重新学习。

4结论

尽管综采工作面自动化的研究己经有十多年的历史，但总的来说，综采工作面自动化系统可靠性尚有待提高。本文以红柳煤矿I040301综采工作面为例，实现集视频、语音、远程集中控制为一体的综采工作面自动化系统，实现工作面采煤机、刮板运输机和液压支架等设备的联动控制、自动找直和关联闭锁等功能。同时也揭示出了综采工作面自动化系统中仍需要下功夫进行研究的一些问题。

参考文献

[1]赵宇星.浅谈综采自动化及发展趋势[J].中国新产品新技术,,16.

[2]黄曾华,综采工作面自动化控制技术的应用现状与发展趋势[J].工矿自动化,，39(10):17，21.

[3]董冠军,煤矿井下无人工作面的发展前景[J].山西煤炭,，9.

[4]贺海涛,综采工作面自动化在神东矿区的实践[J].陕西煤炭,(2):51-52.

[5]神华宁煤集团红柳煤矿综采二队,I040301综采工作面采煤作业规程,,6.

作者：杨长俊李伟单位：国家能源集团宁煤集团红柳煤矿

篇3：煤矿电气自动化控制系统设计分析论文

1.1电路优化设计

1.1.1输入电路的优化设计方法煤矿供电系统受复杂生产环境的影响在运行中存在着不稳定性，为了保证电气自动化控制系统安全运行，应在输入电路部分安装电源净化元件，避免因电气自动化控制系统出现故障而影响煤矿生产运行的稳定性。在输入电路设计中，可将电气自动化系统的输入电源控制在24V，对电路载荷进行适当调节，保护系统的稳定运行，避免短路问题发生。由于PLC芯片在电路短路的情况下易受到损坏，导致系统运行故障，所以需优化设计输入电路，消除短路的影响。

1.1.2输出电路的优化设计方法电气自动化控制系统的输出电路优化要以满足煤矿生产运行为前提进行优化，保证各类型设备装置能够适应系统的高频性动作，如指示设备、调速设备等，使设备的响应速度不受影响，符合生产运行对各类设备的功能要求。如，在水泵机房的电气自动化控制系统设计中，系统输出频率为每分钟6次，可利用继电器对输出电路进行优化设计，以达到提高输出电路抗干扰性能、简化电路构成的良好设计效果。但与此同时必须注意的是，如果电气自动化控制系统输出感性负载，一旦系统面临断电情况，就会使系统产生浪涌电流，对系统芯片造成损坏，严重时会直接损毁芯片，造成系统运行故障。所以，在优化设计电气自动化控制系统的输出电路时，要有效控制浪涌的产生，保护芯片安全完整。为满足这一要求，可在电气自动化控制系统的输出电路盘上连接二极管，让二极管吸收系统产生的涌浪电流，避免涌浪电流冲击芯片。如果系统输出频率在每分钟7-10次之间，也可利用继电器优化输出电路设计，最好选择固态继电器以保证输出电路运行的稳煤矿电气自动化控制系统设计及优化文/苏永生煤矿电气自动化系统主要是有硬件和软件两个部分组成，在对系统进行设计的过程中，为提升系统的性能及其运行稳定性，可从硬件和软件两个方面着手，对系统进行优化设计。基于此点，本文首先对煤矿电气自动化系统的硬件优化设计进行分析，随后对煤矿电气自动化控制系统软件的优化设计进行论述。摘要定性，增强水泵房开合动作控制的灵活性。

1.2抗干扰优化设计

煤矿电气自动化控制系统需在恶劣的环境下运行，强烈的脉冲会干扰系统芯片的正常工作，所以必须采取有效的抗干扰设计：在系统外部罩上金属工作柜，将外壳与地面连接，以屏蔽电子脉冲的影响；分布电容是造成电网高频干扰的主要原因，所以在系统设计时应充分考虑电网高频的特点，优化电路设计，安装隔离变压器，并将中性点经电容连接于地面，以达到屏蔽脉冲的效果，满足煤矿企业生产运行的需求；结合电气自动化控制系统优化布线方案，用双绞线对信号传输线进行模拟，对电缆的电磁干扰进行屏蔽。尽量分开电动力线路与弱电信号线，使两者保持一定距离；优化输出电路设计，对电气自动化控制系统的输出电路进行调整，使其能够吸收系统运行中产生的浪涌电流，避免涌浪电流对系统造成干扰；优化输入电路设计，在保证电气自动化控制系统正常运行的情况下，结合PLC供电电源的电压取值范围优化电气自动化控制系统。一般情况下，煤矿企业的PLC供电电压在85V-240V之间，其允许值变动幅度较大。通过调整电路设计，能够在满足PLC供电电压要求的前提下消除系统干扰。

篇4：煤矿电气自动化控制系统的优化设计

引言

煤矿企业在实际的生产过程中，高安全性能、高效率的煤矿圣生产需要大量的数据资料和模型量的监控设备来完成，例如：计算瓦斯含量，检测实际通风情况，控制矿井水泵的开合等。而基于PCL嵌入型电气自动化监控系统可以适应复杂的工作环境，也能够实现煤矿电气设备的自动化监控。但是在构建煤矿电气自动化系统的过程中，如何优化设计，如何降低煤矿电气自动化控制系统的构建成本，如何提升监控系统的稳定性是煤矿企业目前面临的主要问题。笔者针对煤矿企业电气自动化控制系统中机械设备的优化选型和结构优化进行研究。

1.优化煤矿电气自动化控制系统中机械设备的选型

1.1确定煤矿电气自动化监控系统规模

按照煤矿实际规模和煤矿自动化监控系统规模来决定PLC机械设备的选型。例如：西门子公司生产的PLC产品，假设只需要对瓦斯浓度的检测过程进行控制，可选择SIEMENSS7-200等机械设备。假设需要结合煤矿井的水位变化情况来决定水泵机房的具体工作情况，这主要包括了复杂的逻辑型控制和闭环型控制，这就需要选择SIEMENSS7-300等机械设备;而结合矿井下的瓦斯浓度和其他参数对井下工作人员进行科学化的管理，这会涉及到通信、智能化检测和控制，这需要选择大型的`PLC产品。

1.2明确I/O点的种类

按照煤矿电气自动化控制的具体要求和被监控对象的复杂情况，对机械设备的I/O点的种类和数量进行详细的统计，并列出清单;再通过估计系统的监控内容容量来明确需要保留软件和硬件资源的余量，同时需要充分注意不能过度浪费资源。此外，还需要按照煤矿实际供电情况来明确机械设备输出点的具体动作频率，进而判断出输出端口是采用继电器输出或是利用晶体管来完成输出工作。

1.3选择适合的软件编程工具

从目前情况来看，煤矿电气自动化控制系统的软件编程工具包括了手持编程工具、计算机加PLC包、图形编程工具等主要方式。

(一)手持编程工具只适用于厂家明文规定的语句表的编程中，这种工具的工作效率较低，只能用在小规模的PLC的编程中。

(二)计算机加PLC包属于效率最高的编程方式，但这种编程方式的单价较高，并不适用于操作现场调试。通常情况下在大型或中型煤矿电气自动化控制系统中进行软件编程和硬件组态工作，为进一步提升机械设备的自动化控制效率，要求结合具体情况，选择是适合的软件编程工具。

2.优化煤矿电气自动化控制系统的结构

2.1硬件结构设计的优化

硬件结构作为整个煤矿电子自动化控制系统的核心部件，对整个煤矿电气自动化控制系统的安全、稳定运动起着直接的影响。所以需要对硬件结构设计进行优化。因为使用要求的不同，所使用的硬件也会出现一定的差异，而本文针对所有控制系统需要高度关注的输出电路、输入电路和系统抗干扰部件等进行研究。

(一)针对系统输出电路进行优化。对于系统的输出电路进行优化，需要结合煤矿生产的具体要求，对所有指示标志与调速设备等均需要利用晶体管来完成输出工作，使得它能够负荷高频率的动作，并提升了响应的速度。例如：煤矿水泵机房电气自动化控制系统中的PLC系统输出率假设控制在5次/min以下，能够利用继电器进行输出，这种设计方式可以保证电路的简单化，并能够提高抗干扰能力和带负载能力。但是假设PLC系统输出带电磁线圈在断电时，可能会出现浪涌电流，使得PLC芯片受到损坏。

所以为防止这种问题的发生，能够在其他的电路盘并能连接流二极管，使得它能够吸收浪涌电流，并对PLC芯片起到很好的保护。假设PLC系统动作频率控制在6次/min到10次/min之间，也可以利用继电器来完成输出工作，但是通常情况下利用固态型继电器或中间式继电器有效控制水泵房的开合。

(二)针对系统输入电路进行优化。对于系统的输入电路进行优化，重点考虑PLC系统供电电源，通常情况下，是控制在交流90到250V之间，这具备了加强的宽幅适用性能。但是因为矿井下工作环境较为复杂、恶劣，且我国现阶段供电的不稳定，所以为了实现抗干扰目的，保障系统的安全运行，要求在输入电路部件中安装电源净化设备，例如：安装电源滤波器、隔离变压器等。

(三)抗干扰的优化设计。系统的抗干扰设计是所有煤矿电气自动化控制系统需要引起高度关注的问题。而对抗干扰进行优化设计可以从二点出入：其一，利用隔离变压器进行抗干扰优设计。电网中存在高频率干扰主要是由于原副边绕组间的分布式电容耦合形成，因此要求利用超隔离变压器，并把中性点通过电容和地面连接起来。其二，优化布线。利用强点动力线路或是弱电信号线方式分开走线，并保证这之间有一定的间距，从而起到较好的抗干扰效果。

2.2软件结构的优化设计

软件结构的优化设计可以与硬件结构设计一同进行，其关键工作在于按照煤矿电气自动化控制系统送的基本步骤，把软件结构设计转化成梯形图，这也属于PLC系统在电气自动化控制系统的具体应用中出现的主要问题。对软件结构进行优化设计主要从两点出发：

其一，对软件程序设计过程进行优化，而这关键在于对I/O点的优化。按照煤矿电气自动化控制喜用的具体要求分配I/O点，最大限度地实现I/O信号的集中编制，进而全面提高系统的维护质量。

其二，对软件结构进行优化设计，包括了对基础程序与模块的优化设计。在实际的煤矿生产过程中，把煤矿电气自动化控制系统的控制对象分为数个模块，再对其进行调试与编写，最后把它们组合成一个完成的软件程序。对于模块的优化设计使得煤矿电气自动化控制系统调整起来更加方便。

3.结语

综上所述，煤矿企业可以从优化煤矿电气自动化控制系统中机械设备的选型以及优化煤矿电气自动化控制系统的软件结构与硬件结构来实现煤矿电气自动化控制系统的优化设计。

篇5：煤矿电气自动化控制系统设计分析论文

对于煤矿电子自动化控制系统而言，硬件是主体，而软件则是核心，是所有功能得以实现的关键之所在，因此必须对软件设计进行优化，从而确保系统的功能和作用得以最大限度地发挥。在进行系统软件优化设计时，可将程序的结构及过程重点。

2.1程序结构优化设计方法

在对系统的软件程序结构进行优化设计时，应当以煤矿企业的生产实际作为立足点，换言之，要保证软件程序的结构符合企业生产需要，同时，还要确保程序能够按照生产任务的变化进行调整和拓展。为使系统的软件程序能够及时进行更新，可以采取模块化的结构，对系统软件程序进行优化设计。模块化是目前较为流行的一种软件设计方法，它将软件划分为若干个模块，不同的`模块负责不同的功能，鉴于此，运用模块化设计时，可结合煤矿井下生产作业现场的实际情况，将与系统对应的控制目标细分为多个模块，在所有子模块全部完成之后，可利用模块拼装的方法，组成系统的软件程序。在对自动化控制系统的软件进行模块化设计后，可使系统的调整变得敢更加方便和快捷，由此可以使系统与煤矿生产的契合度得到显著提升。

2.2程序过程优化

对系统软件程序进行优化设计时，可将优化的重点放在I/O接口的分配上，因此，应当按照煤矿井下生产作业现场的实际运行情况，设计与系统对应的I/O信号，并保证信号能够根据具体需要进行合理分配。通过这种方法对软件程序进行优化设计之后，能够使系统的维修工作效率获得大幅度提升。不仅如此，在集中编号当中，还涵盖了定时器与计数器，这使系统的软件运行过程变得更加稳定。

2.3软件调试

当软件优化设计完成后，可采用先分块后组合、先单步后连续的方式对软件进行调试，其中逐块调节时，可以使用单步调节的方法，并对各个寄存器及存储器的运行状态进行观察，以此来判断其是否达到相关的使用要求，如果软件程序并未达到要求，那么应当找出错误的原因，对程序进行更正；每完成1个模块，便可与上个模块组合到一起，在基础上进行全面调节，看是否能够达到预期中的设计要求。

3结论

综上所述，电气自动化控制系统是煤矿较为重要的系统之一，在确保井下生产作业安全性方面具有不可替代的作用。系统的设计合理与否，直接关系其自身功能的发挥。为此，在对设计人员在对系统进行设计的过程中，应当从硬件和软件两个方面，对系统进行优化设计，以此来提升系统的整体性能。

参考文献

[1]郭毅鹏.煤矿电气自动化控制系统应用优化分析[J].资源信息与工程,(04):85-87.

[2]牛万春.煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用[J].机械管理开发,2018(05):142-144.

[3]高恒,李珂.煤矿电气自动化控制系统优化设计研究[J].技术与市场,(10):95-97.

[4]王庆海.煤矿电气自动化控制系统的优化设计[J].自动化应用,2016(12):104-106.

篇6：煤矿电气自动化控制系统与优化论文

电气自动化控制系统应用在煤矿生产的过程中首先需要注意的点就是对于监测系统整体的控制和监测，确保不会在运行过程中出现供电风险，进而导致效率的降低，具体则应当是对于供电系统的经济运行方面加以精确的监控检测，按照煤矿的具体施工情况来对不同模块的电能分配进行细致处理，确保不大量出现电力浪费等。电气自动化过程控制系统可以有效监测煤矿机械运行问题，在杜绝安全事故的同时结合电气控制效果来改善煤矿作业过程中机械运行的情况。优化过程包括软件优化，硬件优化和设备选型的优化过程，见图1。煤矿生产过程中电气自动化控制进行优化的两个主要措施是软件优化和硬件优化，其中软件通常是基于操作系统的一些技术方式来进行调整(如采用DCS控系统，实现全矿全网集中控制)，在煤矿电气自动化控制系统当中引用PLC技术来提高软件优化过程，这也对软件优化过程提出了更大的要求。软件优化过程又主要是包括了结构优化和程序优化两个方面。

1．1软件结构优化

软件结构是煤矿电气自动化控制系统框架的主要构成模块，同时软件结构设计的过程首先需要满足煤矿生产过程的要求，因而应当根据工作时环境等实际情况来设计软件结构。软件结构的优化关键在于模块设计，通过模块设计来拓宽软件结构的功能，同时在施工过程中还可以根据煤矿开采的情况随时对软件进行优化，以满足生产要求。软件结构优化的过程可以分为几种类型，首先可以根据煤矿开采的实时情况来将煤矿电气自动化控制系统的软件结构划分为几个功能性的模块，然后对于不同的模块结合实际提出目标，保证模块改进时保持标准结构的同时，采取拓扑方式设置多种情况下的子任务结构模块来促成软件的多样性和普遍适用性。其次，煤矿电气自动化控制系统中的控制程序主动调整运行结构，在确保软件结构的完整性的前提下优化软件，这样可以保证软件结构不会出现漏洞。最后，在已给出任务的条件下，结合任务进行软件结构的调整，以确保软件和煤矿作业的同步性。

1．2软件程序优化

这里软件程序是自动化控制过程中系统所含有的程序。在软件程序优化的过程中要结合设备的更新换代将新增设备及工艺指标引入系统，最重要的就是对于I/O的重新分派，在优化软件程序的过程中，重新编制I/O来满足生产工艺要求，I/O的优化程度可以直接决定软件程序运行的效率，该种方法可以避免程序中出现重复序列，确保了电气自动化控制系统的安全。除此之外软件程序优化的过程中也要考虑到PLC的结合。

篇7：煤矿电气自动化控制系统与优化论文

在煤矿电气自动化控制系统应用优化、分析优化过程中，硬件优化直接影响电气控制过程的稳定性。煤矿电气自动化控制系统应用优化分析的过程能够在一定程度上消除电气控制在煤矿施工过程中运行的误差，体现安全控制的原则。

2．1防干扰设计

硬件防干扰设计是基于外界环境影响进行的抗干扰设置，电气自动化控制系统中硬件设施的抗干扰通常包括硬件布线以及抗干扰线路的设置，通常是在线路外部增设屏蔽电缆，消除电气硬件线路之间的干扰，以提高电气硬件线路运行的效率。除此之外就是进行隔离设置，利用变压器隔离设计来减少干扰，利用中性点接地来确保变压器运行的环境。最后则是设计电磁屏蔽来解决电磁干扰。

2．2输入电路

考虑煤矿井下电气自动化控制系统工作的特殊性，优化设计时应控制电气电路输入的方式，降低能耗。煤矿作业能耗较大，应提高电路供应水平。很多企业在线路上添加净化原件来降低脉冲干扰提高供电质量。煤矿输入电源在通常情况下都能够达到容量负载的标准值，在这一过程中应当注意防止电路因为短路而遭到破坏。

2．3输出电路

输出电路设计优化应根据实际情况的指标来进行。若煤矿作业过程中没有有效地控制输出电路，则很容易产生负载不均衡的情况，影响到电能输出效率，甚至给设备带来一系列破坏，所以电气输出电路的设计过程中通常会接入二极管。输出电路虽然高效率运行，但容易发生电荷负载或者电磁干扰，应当在输出电路中安装一定数量的二极管来保证安全生产。

3系统设备选型

电气自动化是设备的选型就直接影响控制控制系统的`优化效率。

3．1优化PLC设备

PLC在电气自动化控制系统占主要地位，因而对于PLC设备进行优化可以起到事半功倍的效果。现在市场上的PLC设备多种多样，企业要对于PLC设备进行全面优化就应当选择高性能且全面契合施工要求的PLC设备。通常企业在电气自动化控制系统当中选择的是规格等都居于中等的PLC设备来确保电气系统自动化控制，这样的选择可以在有效监督系统电气运行过程的同时来降低设备优化所需要的成本，节省资源。体积规格处于中等层次的PLC设备一般都能够满足煤矿施工过程中自动化控制的要求标准，与此同时采用中等PLC设备可降低采购成本，进而体现出PLC设备优化过程的意义所在。

3．2优化I/O设备

I/O设备进行优化可显著提高电气自动化控制系统的功能，提供一套科学有效的标准电气控制的模式。I/O点在设备优化过程中占据最为关键的地位，因而首先要对I/O点进行统计，然后据此优化设备，进而提供进一步优化的基础。

4结语

电气自动化控制系统在煤矿运营的过程中占据了核心地位，促进了现代煤矿工业的发展。煤矿运营的过程中电气自动化控制系统优化占据重要地位，保障电气自动化控制系统发展的成熟和多样化确保电气自动化控制的过程，增加电气自动化控制系统在煤矿生产过程中的应用，将使煤矿运营过程效益提高。

参考文献:

［1］王玉英，王文魁．单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究［J］．电脑知识与技术，2011(7):8055－8057．

［2］李明．单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究［J］．煤炭技术，2013(8):159－160．

［3］卜桂鑫．试论单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用［J］．电子制作，2013(13):213．

［4］苏正友．煤矿电气自动化控制系统的优化设计分析［J］．机电一体化，2014(4):109．

［5］房付玉．电气自动化技术在煤矿生产中的应用［J］．产业与科技论坛，2011(23):242－243．

电气自动化控制系统设计方案

分析电气自动化控制系统的设计思想