煤礦電氣自動(dòng)化創(chuàng )新設計研究論文
摘要：在煤礦資源作為我國發(fā)展的重要支柱能源的背景下，對煤礦產(chǎn)業(yè)進(jìn)行高效、安全的現代化生產(chǎn)已經(jīng)是必須之舉。煤礦電氣自動(dòng)化控制系統的引入，實(shí)現了提高煤炭利用率，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的目的。該文主要進(jìn)行煤礦電氣自動(dòng)化控制系統創(chuàng )新設計的研究，從而對煤礦企業(yè)提出更完善、有利的生產(chǎn)控制方式。
關(guān)鍵詞：煤礦;現代化;電氣自動(dòng)化;控制
高效作為一種傳統的、不可再生資源，煤礦的利用應該已經(jīng)得到更加嚴格的管控，相較于傳統的煤礦生產(chǎn)過(guò)程，現代化生產(chǎn)更加注重安全和高效，而這種追求高效率和高安全性的生產(chǎn)，一定依托有大量的數字量和模擬量的控制裝置[1]，比如對于瓦斯含量進(jìn)行計量、對通風(fēng)狀況進(jìn)行監測、對礦井的水泵進(jìn)行開(kāi)合控制等工作內容。因此，在提高煤炭利用率、進(jìn)行循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展方面，政府管控下的煤礦企業(yè)通過(guò)多種渠道進(jìn)行了電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的引入。電氣自動(dòng)化控制系統，是在計算機技術(shù)不斷發(fā)展的前提下，基于PLC技術(shù)[2]而創(chuàng )的數字化和自動(dòng)化式的控制系統。PLC技術(shù)成為解決效率、安全問(wèn)題，實(shí)現煤礦電氣自動(dòng)化控制的有效、便捷手段。煤礦電氣自動(dòng)化的控制系統，可以在惡劣的工作環(huán)境下正常工作，使煤礦開(kāi)采流程簡(jiǎn)化的同時(shí)保證計算機對數字和程序的控制，實(shí)現煤礦高效率同時(shí)高安全性的生產(chǎn)。對于煤礦電氣自動(dòng)化控制系統進(jìn)行創(chuàng )新設計，旨在以更低的構建成本，來(lái)提高控制系統的運行可靠性和安全性，增強使用性能，進(jìn)一步促進(jìn)煤礦的生產(chǎn)、運輸和存放等過(guò)程中的高智能化、自動(dòng)化以及現代化。
1煤礦電氣自動(dòng)化控制系統
煤炭作為傳統能源，在我國有著(zhù)很多的應用，是我國重要的資源，無(wú)論對日常生活或是工業(yè)生產(chǎn)都有著(zhù)不能缺少的重要作用。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應用，從本質(zhì)來(lái)說(shuō)，就是將資源的利用率最大化，即實(shí)現最高性?xún)r(jià)比。電氣自動(dòng)化控制系統中的主要組成部分是單片機[3]，其組成的主要部分包括電源、斷電設備、防水設備、通風(fēng)機等。在系統組成中，選擇單片機時(shí)需要與工作環(huán)境適應，且操作時(shí)應該非常謹慎，切實(shí)避免漏水等事故發(fā)生。單片機的主要工作原理是通過(guò)CPU信號的變化進(jìn)行控制，在煤礦的工作條件下，安裝單片機可以做到保護作用。具體來(lái)說(shuō)，單片機會(huì )對電流變化進(jìn)行感應，通過(guò)程序實(shí)現電流—電壓信號的轉換，同時(shí)進(jìn)行信號的轉換。數據進(jìn)行轉換式采集后，通過(guò)電腦顯示，通過(guò)控制設備配置的基本參數，可以對采集的數據進(jìn)行完整保存。單片機對于煤礦開(kāi)采過(guò)程中實(shí)行的保護作用，主要是斷電保護和通風(fēng)。
2煤礦電氣自動(dòng)化控制系統現狀
無(wú)論是國際或者國內，煤礦業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展必然將成為未來(lái)發(fā)展的道路。無(wú)論在煤礦的建設還是發(fā)展中，自動(dòng)化系統可以實(shí)現監控、診斷、維護等諸多內容，實(shí)現整體生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，是對工作效率的提高。目前，根據我國《煤礦自動(dòng)化規劃》要求，我國建設的新建礦井均為綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )平臺主導生產(chǎn)管理。正在生產(chǎn)的主力礦井，均為自動(dòng)化基礎好的礦井，從設備集中控制向系統集中控制轉變，對一些老礦井進(jìn)行自動(dòng)化改造，按照節能降耗的原則，進(jìn)行逐步的改造。目前，自動(dòng)化控制技術(shù)被廣泛應用在多個(gè)行業(yè)，其中煤礦、火電、核電、化工、石油等行業(yè)對自動(dòng)化的應用已經(jīng)較為成熟，并處在不斷發(fā)展之中，結合現狀，煤礦電氣自動(dòng)化控制系統創(chuàng )新后，未來(lái)的發(fā)展方向，則是將技術(shù)與成熟的產(chǎn)品、多年實(shí)際運行過(guò)程中的經(jīng)驗進(jìn)行整合，對自動(dòng)化控制提供更為完整、整體性的方案。
3煤礦電氣自動(dòng)化控制系統創(chuàng )新設計研究
3.1創(chuàng )新設備系統煤礦的開(kāi)采，現代化式應用自動(dòng)控制系統，提高工作效率即意味著(zhù)提高企業(yè)的競爭力。為了電氣自動(dòng)化控制利用更加高效，選用PIC設備之前，必須進(jìn)行整體性系統狀態(tài)和功能的評估。若只對煤礦開(kāi)采中的瓦斯濃度進(jìn)行監測，可以選擇微型設備。但是礦井中，水位高低直接影響著(zhù)水泵的工作狀態(tài)，所以對PIC的選擇上就必須選擇大型設備。在優(yōu)化設備系統上，使設計要求水平更高并對礦井實(shí)施全方位實(shí)時(shí)監控，是未來(lái)的主要發(fā)展方向。實(shí)現這一內容，可以全方位對礦井下的情況并數據進(jìn)行掌控。另一方面，在編程程序上，當前主要有三種，分別為手控編程、PIC編程和計算機編程。三者并沒(méi)有絕對優(yōu)劣，手動(dòng)編程適合數據較少時(shí)使用，PIC編程適合大規模的采礦需求，但是范圍有限制。計算機編程和PIC編程的結合，能提高效率但是耗資大，以上多種編程組合方式中，在煤礦電氣自動(dòng)化控制系統的創(chuàng )新時(shí)，應根據當時(shí)情況的需求，因地制宜，因時(shí)制宜，完成編程方式的選擇。3.2創(chuàng )新系統軟件系統軟件的優(yōu)劣對于煤礦開(kāi)采工作的順利進(jìn)行也至關(guān)重要，對系統軟件進(jìn)行創(chuàng )新，意味著(zhù)對于不同變化條件可以進(jìn)行更加細致的滿(mǎn)足，即提高開(kāi)采效率和開(kāi)采質(zhì)量。對這一目標的實(shí)現，需要通過(guò)進(jìn)行系統內部軟件的處理，處理得當則是完成這一目標的關(guān)鍵步驟之一。對系統內部軟件的處理，應用直觀(guān)的圖表來(lái)展現組合裝配，不僅是PIC系統應用過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，同時(shí)也是技術(shù)上的難點(diǎn)。系統創(chuàng )新或優(yōu)化的工作，應該從自身的規模進(jìn)行，在了解煤礦開(kāi)采工作實(shí)際需求的前提下，進(jìn)行工作設計，選擇軟件的參數，并且進(jìn)行合理搭配，使優(yōu)化/創(chuàng )新之后的系統可以與煤礦的實(shí)際運行情況相匹配，然后在實(shí)際操作過(guò)程中，完成對工效和質(zhì)量的提升。3.3創(chuàng )新系統硬件系統硬件和系統軟件可以互為參照，缺一不可，都是在電氣自動(dòng)化控制系統中屬于重要部分。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，系統硬件主要會(huì )涉及到輸入及輸出的設備。相應的，對系統硬件的優(yōu)化也包括兩個(gè)部分，對輸入設備的優(yōu)化和對輸出設備的優(yōu)化創(chuàng )新。其中，對輸入設備的創(chuàng )新以PIC設備供電電壓為基礎，一般電壓在85～240V之間，考慮到煤礦的實(shí)際工作環(huán)境往往比較惡劣，所以需要對安裝電源進(jìn)行凈化，過(guò)程需要特定的方法考量。電路的創(chuàng )新，通常選擇濾波器和變壓器，兩者進(jìn)行結合就可以對電壓進(jìn)行較好的控制。輸出設備的創(chuàng )新，則需要對指示標準和調試的裝置進(jìn)行選擇，一般可以采用晶體管的輸出方式，此種方法可以保證反應速度，同時(shí)對電流頻率有益。
4結語(yǔ)
煤炭資源在我國的發(fā)展過(guò)程中意義重大，并將持續作為重要資源為我國使用，不論是日常生活中，或者工業(yè)發(fā)展中，在這種背景下，對煤礦開(kāi)采工作進(jìn)行完善就十分有意義。對煤礦電氣自動(dòng)化控制系統進(jìn)行創(chuàng )新研究，是對該自動(dòng)控制系統性能進(jìn)行提高的有益途徑，只有創(chuàng )新系統的內部元件，并更新各部分的工作原理，才可以更好地發(fā)揮其控制作用，對煤礦開(kāi)采效率的提高和功能的完善都有很大幫助。煤礦產(chǎn)業(yè)對PIC電氣自動(dòng)化控制系統的應用，可以加速煤礦企業(yè)的自身發(fā)展，同時(shí)也可以使整個(gè)系統的運算和編程效率得到提升。如該文中討論的結果，創(chuàng )新設計重點(diǎn)可以在創(chuàng )新系統內部構建，保證輸入電路和輸出電路的穩定，且創(chuàng )新系統軟件和硬件，以電路的自身條件和運行的環(huán)境來(lái)結合確保電壓的穩定和在正常值范圍。在這種保障和發(fā)展條件下，煤礦產(chǎn)業(yè)將繼續作為我國的重要資源支柱，良性、可持續地得到發(fā)展。
參考文獻
[1]張禮崇,郜祥,王焱,等.電氣自動(dòng)化工程控制系統的現狀及其發(fā)展趨勢[J].技術(shù)與市場(chǎng),2012(1):127-128.
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