汤汝林

摘要：近几年，PLC控制技术逐渐变得更加成熟，因此，其能够被合理的应用到恶劣的煤矿井下工况环境中，从而使煤矿井下开采的工作效率能够得到进一步提升。在煤矿井下作业过程中，如何实现高效、安全开采始终都是人们探讨的一项重要内容。

关键词：煤矿;井下电气设备;自动化控制

引言：煤炭资源是一种重要的化工原料、燃料，为推动我国工业化建设进程的加快、促进我国社会经济的进步做出了重要的贡献。几十年来，我国煤炭事业蓬勃发展，煤矿开发程度不断加深，同时，煤矿资源越来越少，煤矿开采环境也越来越恶劣，因此也逐渐提高了对煤矿生产设备的要求。将计算机、网络、信息与自动化控制技术有机结合起来，可以促进煤矿井下电气设备自动化水平的提高。与此同时，随着信息技术的发展，自动化控制技术不断完善，煤矿井下开采过程中有效应用自动化控制技术，不仅可以提高煤炭开采效率，还有利于提升煤炭开采产量。此外，电气设备自动化控制技术还可以良好地适应井下恶劣环境，有利于保障煤矿开采的安全性。

1. 煤矿井下电气设备自动化控制的应用

1.1在采煤机中的应用

采煤机是一种重要的煤矿井下电气设备，煤矿井下作业离不开该设备，所以对采煤机的运行效率与安全要求非常高。不过，由于采煤机的日常运行环境较为恶劣，且设备本身的工作系统非常复杂，所以经常会出现一些问题;同时，随着现代科技的高速发展及煤矿井下作业要求的不断提高，采煤机的功能也在不断增加，但这同时亦增加了其安全风险。面对这些问题，电气设备自动化控制技术的应用是解决它们的最有效手段。通过在采煤机中应用电气设备自动化控制技术，既可以提高采煤机的运行效率，又可以提高采煤机的运行安全性与稳定性。尤其当出现设备故障后，电气设备自动化控制系统可以及时发出警报并暂停设备运行，从而避免安全事故的发生。

1.2在矿井提升机中的应用

矿井提升机是在煤矿井下作业中所需的一项重要设备，由于矿井提升机的运行条件比较复杂，需在恶劣和繁重的环境下运作，所以出现故障问题的几率较高。不过，在有了电气设备自动化控制技术后，这一问题得以迎刃而解。通过在矿井提升机中应用电气设备自动化控制技术，可以使之在内部软件的辅助下更高效率、高质量地作业，同时还能够有效节约电能消耗，节省煤矿生产成本。

1.3在皮带输送机中的应用

在煤矿井下作业中通常需要运用到皮带输送机，皮带输送机的运行特点是电压高、功率大，如果皮带输送机不能稳定运行的话，那么将会对煤矿井下作业造成十分不利的影响。皮带输送机在运行过程中必须要免除一切干扰，且保障运行效率与运行安全，而电气设备自动化控制技术正提供了良好的抗干扰功能，同时还能够对设备运行状态实现实时监控，以便于工作人员及时发现影响运行效率与运行安全的问题。

1.4在流体负荷设备中的应用

流体负荷设备也是在煤矿井下作业中的一类重要设备，常见的流体负荷设备有给水给液用泵设备、风机等。将电气设备自动化控制技术应用到流体负荷设备中，可以使设备的工艺系统控制变得更加灵活。以抽水泵为例，通过应用电气设备自动化控制技术，可以对抽水泵的平滑起停和加减速进行更加灵活的控制，从而既提高其运行效率，又保障其运行安全，以及还能够降低其运行能耗。

2. 优化电气设备自动化控制系统

2.1做好设备选型

在设计自动化控制系统期间，要从矿井下的具体情况进行详细分析入手，在充分考虑煤矿井下电气设备具体情况的基础上，分析电子设备的规模，以及系统需要达到的性能要求，在确保煤矿井下开采作业能够顺利进行的基础上，尽量缩小对各种设备的选择范围，从而使设备的选择变得简单化。例如，在对煤矿井下的瓦斯浓度进行检测期间，在选择自动化控制装置时，通常可以选择微型设备，通过对其进行应用，完成对煤矿井下瓦斯浓度的准确检测，同时做好相应的分析工作，微型设备操作起来相对来说比较容易，应用简单，因此得到了广泛应用。如果在水泵机房控制过程中对电气设备自动化控制进行应用，在实际应用前，要对泵的工作状态进行详细分析，并且依据分析结果，在PLC中完成相应的逻辑程序编制，由此可见，在对PLC进行选择时，要选择控电点较多的PLC，从而更好的完成相应的控制工作，为煤矿井下开采作业的顺利进行提供支持。设计自动化控制系统时，应当严格的依据煤矿井下采用的电气设备的具体情况，对I/O点数进行确定，同时，依据类型的差异[1]，对清单进行统计，然后需要有足够的资金购买相应的硬件设备，避免由于资金不足，无法完成对硬件的购买，导致系统无法正常运行，煤矿井下的开采作业造成不良影响。完成对硬件的选择，应当依据具体情况，选择相应的软件编程工具，完成对自动化控制系统软件的快速编程，从而使其作用能够得到充分发挥。

2.2创新系统中的硬件

对煤矿井下电气设备自动化控制系统进行优化的过程中，硬件的优化与创新是非常关键的环节。煤矿井下环境比较恶劣，同时井下供电不够稳定，这些因素均会给煤矿井下电气设备自动化控制系统运行的安全性、稳定性造成严重的影响。对硬件进行优化的时候，首先可以在输入电路部分配置电源净化装置，应用一比一隔离变压器，并借助一比一隔离变压器的初级线圈、次级线圈屏蔽层，连接电气设备的中性点，从而达到控制电气设备自动化控制系统脉冲干扰的效果;其次，针对自动化控制系统，通过净化其24V直流供电电源，并适当调节供电负载，便能有效预防周边电路的短路;再次，根据电气设备控制要求，采用晶体管对输出电路的调速装置、各种指示标识等进行输出，便可以提高调速装置、各种指示标识的响应速度[2]。例如，在煤矿水泵机房中应用PLC，PLC在电气设备自动化控制系统中输出频率为每分钟6次，选择输出方式的时候，可应用继电器输出，从而提高其带负载、抗干扰性能。除此之外，电气设备自动化控制系统的运行安全性、稳定性及准确性，在很大程度上受到电磁干扰的影响，而煤矿井下环境恶劣，不可避免地存在电磁干扰。基于这样的原因，对煤矿井下电气设备自动化控制系统进行优化的过程中，也要注意电磁干扰屏蔽、电磁干扰防护等措施，积极应用新技术，提高电气设备自动化控制系统的稳定性及安全性，使其能够在复杂的煤矿井下环境中得到正常运行，确保煤矿开采效率与质量。

2.3创新系统中应用的软件

基本程序和模块成熟是自动化控制系统软件进行设计过程中的两项重要内容。煤矿井下开采期间，要对采用的电气设备的性能，以及相应的工艺，完成对具体程序的调整，从而保证电气设备各项动作都不会存在任何問题，保证煤矿开采的顺利进行。同时，在模块设计期间，还应当便于后期对程序进行适当拓展，丰富系统的功能。此外，在自动化控制程序编制期间，应当划分为多个不同的子模块，对各个模块编写，同时做好相应的调试工作，形成一个完整的程序，最终对其进行合理应用[3]。

结论：

简而言之，随着科学技术的不断进步，煤矿井下开采过程中有效应用电气设备自动化控制技术，便可以实现煤矿开采效率的提高。但就现阶段来说，煤矿井下电气设备自动化控制方面还存在一定的问题，因此，应积极对煤矿井下电气设备自动化控制进行优化，重点注意选型、硬件以及软件的优化，促进电气设备自动化控制水平的提高，为保障煤矿生产安全提供良好的技术支持。

参考文献：

[1]刘曾辉.煤矿井下电气设备自动化控制应用与优化[J].科技创新与应用，2018（18）：103.

[2]王华芳.煤矿电气自动化控制系统研究[J].能源与节能，2017（04）：180-181.

[3]毛艳青.煤矿电气自动化控制系统设计[J].机械研究与应用，2019，28（06）：157-158.