煤礦電氣自動(dòng)化控制系統的優(yōu)化設計
煤礦電氣自動(dòng)化控制系統的優(yōu)化設計是小編為大家推薦的電氣自動(dòng)化論文，歡迎大家閱讀!
摘 要：現代化煤礦生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使得煤礦電氣自動(dòng)化控制系統得到了更為廣泛的應用，從而大大提升了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效益和管理水平�，F階段，基于PCL嵌入型電氣自動(dòng)化監控系統在我國煤礦行業(yè)的發(fā)展中得到了較為廣泛的應用，但是還是需要進(jìn)一步優(yōu)化煤礦電氣自動(dòng)化監控系統的設計過(guò)程。本文從研究如何優(yōu)化煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化系統中機械設備的選型方面入手，研究如何優(yōu)化煤礦電氣自動(dòng)化監控系統的結構，為我國煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統的優(yōu)化設計提供科學(xué)依據。
關(guān)鍵詞：煤礦電氣自動(dòng)化;控制系統;機械設備選型;優(yōu)化設計
引言
煤礦企業(yè)在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，高安全性能、高效率的煤礦圣生產(chǎn)需要大量的數據資料和模型量的監控設備來(lái)完成，例如：計算瓦斯含量，檢測實(shí)際通風(fēng)情況，控制礦井水泵的開(kāi)合等。而基于PCL嵌入型電氣自動(dòng)化監控系統可以適應復雜的工作環(huán)境，也能夠實(shí)現煤礦電氣設備的自動(dòng)化監控。但是在構建煤礦電氣自動(dòng)化系統的過(guò)程中，如何優(yōu)化設計，如何降低煤礦電氣自動(dòng)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(yè)目前面臨的主要問(wèn)題。筆者針對煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統中機械設備的優(yōu)化選型和結構優(yōu)化進(jìn)行研究。
1.優(yōu)化煤礦電氣自動(dòng)化控制系統中機械設備的選型
1.1確定煤礦電氣自動(dòng)化監控系統規模
按照煤礦實(shí)際規模和煤礦自動(dòng)化監控系統規模來(lái)決定PLC機械設備的選型。例如：西門(mén)子公司生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品，假設只需要對瓦斯濃度的檢測過(guò)程進(jìn)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(lái)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(huán)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(jìn)行科學(xué)化的管理，這會(huì )涉及到通信、智能化檢測和控制，這需要選擇大型的PLC產(chǎn)品。
1.2明確I/O點(diǎn)的種類(lèi)
按照煤礦電氣自動(dòng)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(diǎn)的種類(lèi)和數量進(jìn)行詳細的統計，并列出清單;再通過(guò)估計系統的監控內容容量來(lái)明確需要保留軟件和硬件資源的余量，同時(shí)需要充分注意不能過(guò)度浪費資源。此外，還需要按照煤礦實(shí)際供電情況來(lái)明確機械設備輸出點(diǎn)的具體動(dòng)作頻率，進(jìn)而判斷出輸出端口是采用繼電器輸出或是利用晶體管來(lái)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(lái)看，煤礦電氣自動(dòng)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(chǎng)家明文規定的語(yǔ)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(jià)較高，并不適用于操作現場(chǎng)調試。通常情況下在大型或中型煤礦電氣自動(dòng)化控制系統中進(jìn)行軟件編程和硬件組態(tài)工作，為進(jìn)一步提升機械設備的自動(dòng)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(yōu)化煤礦電氣自動(dòng)化控制系統的結構
2.1硬件結構設計的優(yōu)化
硬件結構作為整個(gè)煤礦電子自動(dòng)化控制系統的核心部件，對整個(gè)煤礦電氣自動(dòng)化控制系統的安全、穩定運動(dòng)起著(zhù)直接的影響。所以需要對硬件結構設計進(jìn)行優(yōu)化。因為使用要求的不同，所使用的硬件也會(huì )出現一定的差異，而本文針對所有控制系統需要高度關(guān)注的輸出電路、輸入電路和系統抗干擾部件等進(jìn)行研究。
(一)針對系統輸出電路進(jìn)行優(yōu)化。對于系統的輸出電路進(jìn)行優(yōu)化，需要結合煤礦生產(chǎn)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(lái)完成輸出工作，使得它能夠負荷高頻率的動(dòng)作，并提升了響應的速度。例如：煤礦水泵機房電氣自動(dòng)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(jìn)行輸出，這種設計方式可以保證電路的簡(jiǎn)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(xiàn)圈在斷電時(shí)，可能會(huì )出現浪涌電流，使得PLC芯片受到損壞。
所以為防止這種問(wèn)題的發(fā)生，能夠在其他的電路盤(pán)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(dòng)作頻率控制在6次/min到10次/min之間，也可以利用繼電器來(lái)完成輸出工作，但是通常情況下利用固態(tài)型繼電器或中間式繼電器有效控制水泵房的開(kāi)合。
(二)針對系統輸入電路進(jìn)行優(yōu)化。對于系統的輸入電路進(jìn)行優(yōu)化，重點(diǎn)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(huán)境較為復雜、惡劣，且我國現階段供電的不穩定，所以為了實(shí)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(yōu)化設計。系統的抗干擾設計是所有煤礦電氣自動(dòng)化控制系統需要引起高度關(guān)注的問(wèn)題。而對抗干擾進(jìn)行優(yōu)化設計可以從二點(diǎn)出入：其一，利用隔離變壓器進(jìn)行抗干擾優(yōu)設計。電網(wǎng)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(diǎn)通過(guò)電容和地面連接起來(lái)。其二，優(yōu)化布線(xiàn)。利用強點(diǎn)動(dòng)力線(xiàn)路或是弱電信號線(xiàn)方式分開(kāi)走線(xiàn)，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(yōu)化設計
軟件結構的優(yōu)化設計可以與硬件結構設計一同進(jìn)行，其關(guān)鍵工作在于按照煤礦電氣自動(dòng)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(dòng)化控制系統的具體應用中出現的主要問(wèn)題。對軟件結構進(jìn)行優(yōu)化設計主要從兩點(diǎn)出發(fā)：
其一，對軟件程序設計過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，而這關(guān)鍵在于對I/O點(diǎn)的優(yōu)化。按照煤礦電氣自動(dòng)化控制喜用的具體要求分配I/O點(diǎn)，最大限度地實(shí)現I/O信號的集中編制，進(jìn)而全面提高系統的維護質(zhì)量。
其二，對軟件結構進(jìn)行優(yōu)化設計，包括了對基礎程序與模塊的優(yōu)化設計。在實(shí)際的煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，把煤礦電氣自動(dòng)化控制系統的控制對象分為數個(gè)模塊，再對其進(jìn)行調試與編寫(xiě)，最后把它們組合成一個(gè)完成的軟件程序。對于模塊的優(yōu)化設計使得煤礦電氣自動(dòng)化控制系統調整起來(lái)更加方便。
3.結語(yǔ)
綜上所述，煤礦企業(yè)可以從優(yōu)化煤礦電氣自動(dòng)化控制系統中機械設備的選型以及優(yōu)化煤礦電氣自動(dòng)化控制系統的軟件結構與硬件結構來(lái)實(shí)現煤礦電氣自動(dòng)化控制系統的優(yōu)化設計。
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