单片机在煤矿电气自动化控制技术中应用分析.doc
张旭东
[摘 要]电气自动化技术作为当代社会飞速进步的核心科学成果，成为了当前企业增强自身竞争力、优化生产工业化的先决条件。目前在绝大多数矿产企业中，已经开始采用电气自动化技术，电气自动化应用技术和水平得到了大幅的提高，当前自动化控制技术逐渐朝着知识密集化、功能多样化、集成化方向发展。本文将对电气自动化技术在矿山生产中的应用进行分析，以供参考。
[关键词]矿山生产；电气自动化；控制技术；应用分析
中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0357-01
1、前言
近年来，随着国民经济的快速增长，我国逐渐成为矿石消费大国和矿业生产大国。在我国，除少数大中型矿山具有部分自动化装备外，多数矿山存在自动化水平低、能耗高、效率低及劳动强度大等突出问题。解决这些问题的重要途径之一，就是大力引进现代电气自动化技术，逐步实现矿山生产电气自动化。
2、矿山生产电气自动化控制的设计
2.1 矿山电气自动化控制系统建设原则
矿山电气自动化控制系统设计要遵循以下原则：
（1）基本原则：确保矿山电气自动化系统的安全及质量。
（2）适应性原则：需考虑相关联的行业水平以及采矿设备技术水平。
（3）可靠性原则：要有效减少矿山电气设备的运行故障，提高矿山电气设备的运行质量。
（4）实用原则：设计完成的电气自动化系统要能够安全、可靠、稳定运行。
2.2 电气自动化控制系统设计方式
电气自动化控制技术具体设计方式有三种，分别为集中控制系统、远程控制系统和现场总线控制系统。集中控制系统是实现自动化控制非常重要的方式，在实际控制过程中，其主要优点如下：数据由中央处理器进行集中处理，实际设计过程相对简单，且具体保护措施要求较低。远程控制系统在电气自动化控制技术中也有广泛应用，其优点为远程控制实际组态灵活，节省电缆，节约成本，且实际使用时可靠性较高。现场总线控制系统应用以太网技术及现场总线技术，能够针对电气设备的具体问题进行实际分析，实现设备的有效控制，其在实际应用中具备前两种控制方式的所有优点，对于实现智能化电气自动化设备的可持续发展具有重要意义。
2.3 电气负荷自动化控制系统设计
电气负荷自动化控制系统设计是为了实现对整个电气负荷的管理和监控，确保电网安全稳定运行。电气负荷自动化控制系统是电力控制系统的重要组成部分。现阶段，很多矿山已经拥有了自己专属的电气负荷控制系统，实现了负荷控制和管理的自动化，加强了信息资源的共享。
2.4 FCS控制系统设计
设计FCS控制系统时，最重要的就是布置总线，与其他系统相互配合，从而解决缺乏统一通讯协议、可连接的设备少、一级通讯传输速度慢的问题，实现与智能仪表的有效连接，从而为系统提供各种有效的辅助功能。
2.5 电气自动化控制系统的集中监控设计
电气自动化控制系统的集中监控设计，就是将电气自动化控制系统的信息数据集中至一个中央处理器，但由于数据处理的信息量非常大，系统运行速度难免变慢。采用电气自动化控制对矿山生产工艺过程进行控制时，涉及的操作繁多，占据的主机空间较大，再加上信号传输距离增大，最终会影响传输速率。因此，在设计过程中，应注重提升集中监控的准确性和安全性。
3、电气自动化控制在矿山生产中的应用
3.1 在排水系统中的应用
电气自动化控制技术在矿山排水系统当中的有效应用，可以实现对整个排水系统的有效控制，进一步推动了矿山生产自动化水平的提升。自动化控制主要体现在以下几个方面，一是可以根据生产所需水量来对水泵的工作状态进行调节，我实现了调节服务的自动化；二是可以对排水系统的状况进行有效的检测，我可以提前做好报警预防工作；三是可以将整个排水系统相关数据及时发送到控制中心，从而使得相关工作人员第一时间掌握到排水系统的运行状况，及时对排水系统进行有效的调节处理，真正实现了无人化操作。
3.2 在通风系统中的应用
通风是矿山安全生产的一项核心工作。在通风系统中引入控制软件，并划分操作方式，如自动、半自动等，实现远程控制，以满足系统通风安全功能。电气自动化控制技术在通风系统应用的核心思想是“集中控制，分散监测”，即在矿井的各个位置设立若干监控分站，对各个位置的风压、风量、氧气含量、温湿度等情况进行动态检测，并送到主站集中处理，同时配合自动化系统，拓展通风系统功能，如报警、记忆等，以实现对通风系统的有效控制。
3.3 在供电系统中的应用
煤矿企业供电系统包括综合保护器、对面集控中心、传输通道、监控分站等四个部分组成。其中综合保护器的主要作用是对高压配电装置以及供电线路进行保护与测控，通过遥测、遥信、遥控和遥脉构成了一个完整的电路监测和控制系统，不仅可以实现远程集中抄表，还可以对电压、电流、有功无功以及功率因素等进行测量。监控分站是供电系统中的中间环节，在整个电信环节的工作中起到一个连接的作用，将现场的设备信息数据进行加工转换，成为统一协议的数据，再将收集和处理后的数据转送到地面控制中心，人们通过监控分站可以实现地面控制中心与综合保护器之间的交流和控制。传输通道有利于数据、音频等多种数据的传输，可以提高网络的稳定性。地面控制中心具备实时监测和监控的功能，通过数据来对数据进行分析控制矿产工作。
3.4 在提升系统中的应用
在整个矿山生产过程当中，提升设备质量与性能的好坏直接关系着整个矿山的生产安全性能与生产效率。我国目前在矿山提升系统中所使用的控制仪器主要为可编程控制器，该仪器可以对提升设备中的各项参数和相关功能进行有效的设置，比如对提升设备的行程和速度都可以进行很好的控制。需要注意的是，控制系统和监控系统应该选择不同的可编程控制器，只有这样才能更好的确保。其实是用过程的可靠性和使用寿命。
3.5 在运输系统中的应用
矿山运输系统作业人员劳动强度大，实现自动化控制能够减轻劳动强度，减少工人操作失误或是疏忽。如胶带机输送运行过程监测、控制，使用可编程控制器作为核心设备，实现控制和保护，还能实时传输数据，实现运行状态的实时监控。使用设备故障报警与诊断系统、自检系统、保护系统以及软控启动等技术，能很好地改善设备性能，提高设备运转率。
3.6 在设备监控和人员定位中的应用
矿井作业环境一般比较艰苦恶劣，部分区域甚至存在安全隐患，这给生产效率的提高与安全作业的保障带来了较大困难，也是矿山建设急需解决的一大问题。对此，通过采用远程监控技术，对矿山机电设备开展远距离和智能化的监测管理，可大大减少人员投入，且有效保证企业安全生产。目前，一些先进的远程监控技术也已逐渐应用到了矿山设备管理系统中，有效地提高了矿山工作的安全性，较大程度上促进了生产效率的提高。电气自动化控制技术在设备监控和人员定位中的应用体现在以下几方面：一是人员的入井统计，二是对人员位置和活动的监测，三是对设备位置和运行情况的监测。其有利于企业管理人员实现人员和设备的统一监测和管理，且在发生突发事件时，能够进行紧急呼救和报警。
4、结语
综上所述，矿山生产作业离不开电气自动化技术，电气自动化技术的应用提高了矿山作业的自动化程度，促进了生产作业效率的提升。
参考文献
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[2] 孫旭娜，徐大卫.电气自动化控制技术在矿山生产中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（19）：71.
