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        煤礦井下電氣設備自動化控制應用與優(yōu)化

        2019-09-10 16:35:06湯汝林
        中國電氣工程學報 2019年20期
        關鍵詞:自動化控制煤礦

        湯汝林

        摘要:近幾年,PLC控制技術逐漸變得更加成熟,因此,其能夠被合理的應用到惡劣的煤礦井下工況環(huán)境中,從而使煤礦井下開采的工作效率能夠得到進一步提升。在煤礦井下作業(yè)過程中,如何實現(xiàn)高效、安全開采始終都是人們探討的一項重要內(nèi)容。

        關鍵詞:煤礦;井下電氣設備;自動化控制

        引言:煤炭資源是一種重要的化工原料、燃料,為推動我國工業(yè)化建設進程的加快、促進我國社會經(jīng)濟的進步做出了重要的貢獻。幾十年來,我國煤炭事業(yè)蓬勃發(fā)展,煤礦開發(fā)程度不斷加深,同時,煤礦資源越來越少,煤礦開采環(huán)境也越來越惡劣,因此也逐漸提高了對煤礦生產(chǎn)設備的要求。將計算機、網(wǎng)絡、信息與自動化控制技術有機結合起來,可以促進煤礦井下電氣設備自動化水平的提高。與此同時,隨著信息技術的發(fā)展,自動化控制技術不斷完善,煤礦井下開采過程中有效應用自動化控制技術,不僅可以提高煤炭開采效率,還有利于提升煤炭開采產(chǎn)量。此外,電氣設備自動化控制技術還可以良好地適應井下惡劣環(huán)境,有利于保障煤礦開采的安全性。

        1. 煤礦井下電氣設備自動化控制的應用

        1.1在采煤機中的應用

        采煤機是一種重要的煤礦井下電氣設備,煤礦井下作業(yè)離不開該設備,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,且設備本身的工作系統(tǒng)非常復雜,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,電氣設備自動化控制技術的應用是解決它們的最有效手段。通過在采煤機中應用電氣設備自動化控制技術,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)設備故障后,電氣設備自動化控制系統(tǒng)可以及時發(fā)出警報并暫停設備運行,從而避免安全事故的發(fā)生。

        1.2在礦井提升機中的應用

        礦井提升機是在煤礦井下作業(yè)中所需的一項重要設備,由于礦井提升機的運行條件比較復雜,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,在有了電氣設備自動化控制技術后,這一問題得以迎刃而解。通過在礦井提升機中應用電氣設備自動化控制技術,可以使之在內(nèi)部軟件的輔助下更高效率、高質量地作業(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,而電氣設備自動化控制技術正提供了良好的抗干擾功能,同時還能夠對設備運行狀態(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在流體負荷設備中的應用

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

        2.1做好設備選型

        在設計自動化控制系統(tǒng)期間,要從礦井下的具體情況進行詳細分析入手,在充分考慮煤礦井下電氣設備具體情況的基礎上,分析電子設備的規(guī)模,以及系統(tǒng)需要達到的性能要求,在確保煤礦井下開采作業(yè)能夠順利進行的基礎上,盡量縮小對各種設備的選擇范圍,從而使設備的選擇變得簡單化。例如,在對煤礦井下的瓦斯?jié)舛冗M行檢測期間,在選擇自動化控制裝置時,通??梢赃x擇微型設備,通過對其進行應用,完成對煤礦井下瓦斯?jié)舛鹊臏蚀_檢測,同時做好相應的分析工作,微型設備操作起來相對來說比較容易,應用簡單,因此得到了廣泛應用。如果在水泵機房控制過程中對電氣設備自動化控制進行應用,在實際應用前,要對泵的工作狀態(tài)進行詳細分析,并且依據(jù)分析結果,在PLC中完成相應的邏輯程序編制,由此可見,在對PLC進行選擇時,要選擇控電點較多的PLC,從而更好的完成相應的控制工作,為煤礦井下開采作業(yè)的順利進行提供支持。設計自動化控制系統(tǒng)時,應當嚴格的依據(jù)煤礦井下采用的電氣設備的具體情況,對I/O點數(shù)進行確定,同時,依據(jù)類型的差異[1],對清單進行統(tǒng)計,然后需要有足夠的資金購買相應的硬件設備,避免由于資金不足,無法完成對硬件的購買,導致系統(tǒng)無法正常運行,煤礦井下的開采作業(yè)造成不良影響。完成對硬件的選擇,應當依據(jù)具體情況,選擇相應的軟件編程工具,完成對自動化控制系統(tǒng)軟件的快速編程,從而使其作用能夠得到充分發(fā)揮。

        2.2創(chuàng)新系統(tǒng)中的硬件

        對煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)進行優(yōu)化的過程中,硬件的優(yōu)化與創(chuàng)新是非常關鍵的環(huán)節(jié)。煤礦井下環(huán)境比較惡劣,同時井下供電不夠穩(wěn)定,這些因素均會給煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性造成嚴重的影響。對硬件進行優(yōu)化的時候,首先可以在輸入電路部分配置電源凈化裝置,應用一比一隔離變壓器,并借助一比一隔離變壓器的初級線圈、次級線圈屏蔽層,連接電氣設備的中性點,從而達到控制電氣設備自動化控制系統(tǒng)脈沖干擾的效果;其次,針對自動化控制系統(tǒng),通過凈化其24V直流供電電源,并適當調(diào)節(jié)供電負載,便能有效預防周邊電路的短路;再次,根據(jù)電氣設備控制要求,采用晶體管對輸出電路的調(diào)速裝置、各種指示標識等進行輸出,便可以提高調(diào)速裝置、各種指示標識的響應速度[2]。例如,在煤礦水泵機房中應用PLC,PLC在電氣設備自動化控制系統(tǒng)中輸出頻率為每分鐘6次,選擇輸出方式的時候,可應用繼電器輸出,從而提高其帶負載、抗干擾性能。除此之外,電氣設備自動化控制系統(tǒng)的運行安全性、穩(wěn)定性及準確性,在很大程度上受到電磁干擾的影響,而煤礦井下環(huán)境惡劣,不可避免地存在電磁干擾。基于這樣的原因,對煤礦井下電氣設備自動化控制系統(tǒng)進行優(yōu)化的過程中,也要注意電磁干擾屏蔽、電磁干擾防護等措施,積極應用新技術,提高電氣設備自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性,使其能夠在復雜的煤礦井下環(huán)境中得到正常運行,確保煤礦開采效率與質量。

        2.3創(chuàng)新系統(tǒng)中應用的軟件

        基本程序和模塊成熟是自動化控制系統(tǒng)軟件進行設計過程中的兩項重要內(nèi)容。煤礦井下開采期間,要對采用的電氣設備的性能,以及相應的工藝,完成對具體程序的調(diào)整,從而保證電氣設備各項動作都不會存在任何問題,保證煤礦開采的順利進行。同時,在模塊設計期間,還應當便于后期對程序進行適當拓展,豐富系統(tǒng)的功能。此外,在自動化控制程序編制期間,應當劃分為多個不同的子模塊,對各個模塊編寫,同時做好相應的調(diào)試工作,形成一個完整的程序,最終對其進行合理應用[3]。

        結論:

        簡而言之,隨著科學技術的不斷進步,煤礦井下開采過程中有效應用電氣設備自動化控制技術,便可以實現(xiàn)煤礦開采效率的提高。但就現(xiàn)階段來說,煤礦井下電氣設備自動化控制方面還存在一定的問題,因此,應積極對煤礦井下電氣設備自動化控制進行優(yōu)化,重點注意選型、硬件以及軟件的優(yōu)化,促進電氣設備自動化控制水平的提高,為保障煤礦生產(chǎn)安全提供良好的技術支持。

        參考文獻:

        [1]劉曾輝.煤礦井下電氣設備自動化控制應用與優(yōu)化[J].科技創(chuàng)新與應用,2018(18):103.

        [2]王華芳.煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)研究[J].能源與節(jié)能,2017(04):180-181.

        [3]毛艷青.煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)設計[J].機械研究與應用,2019,28(06):157-158.

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