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煤礦自動化控制范文1
關鍵詞： 自動化控制；煤礦通風；PLC技術
中圖分類號：C931.9文獻標識碼： A 文章編號：
引言：
隨著經濟的發展和科學技術的進步，計算機和自動化技術不但得到很快的發展并且在很多行業中得到了十分廣泛的應用。尤其是近些年來，自動化控制技術在煤礦生產中逐漸應用起來，各地礦井在煤礦的開采和生產過程中選用開放、安全的自動化產品，并且構建起了覆蓋整個礦井的生產系統和監控系統，提升了礦井的成功開采率以及礦區的安全指數。自動化控制技術的應用完成了煤礦開采所需要的所用功能，并且成功的搭建起了覆蓋整個礦井的生產系統和監控網絡系統，真正實現了煤礦生產的自動化。特別是我國煤礦通風中自動化技術的應用也得到了不斷發展。
1.自動化控制技術的概況
自動控制技術是20世紀發展最快、影響最大的技術之一，也是21世紀最重要的高技術之一。今天，技術、生產、軍事、管理、生活等各個領域，都離不開自動控制技術。就定義而言，自動控制技術是控制論的技術實現應用，是通過具有一定控制功能的自動控制系統，來完成某種控制任務，保證某個過程按照預想進行，或者實現某個預設的目標。在經濟的不斷發展和人類能源的需求下，就要求我們的生產效率不斷地提升。在我國支柱產業煤炭產業上，自動化控制系統技術的應用就尤為重要了，他不斷能解決我國礦井的成功開采率低的問題，同時也能解決很多礦井中的安全隱患。
2.自動化控制技術的特點
2.1 自動化控制系統采用最先進的Rockwell 的網絡三層結構，在信息層應用以太網連接一些信息系統，從而進行信息的收集；在自動化系統以及系統的控制層面，使用的是DH+、RI/O 以及控制網等系統進行控制，更好的完成了 I/O 控制和閉鎖以及各個部分之間的報文傳送，這樣就是在很大程度上保證了控制信息的實時和準確性；在自動化控制系統的設備層面，采用具備 DN 接口的先進設備，這樣可以方便安裝，在一定程度上降低了成本，并且可以實現對出現的故障進行快速的診斷。
2.2 采用十分先進的客戶模型技術，這樣可以使得自動化控制系統獲得十分良好的性能以及遠遠優于其他系統的靈活性。客戶模型技術最突出的優勢就是支持輸入數據的多信道廣播以及對等通信數據的多信道廣播，這樣就會使控制數據在相同的時刻傳送到操作的每一個程序，同時使的網絡資源得到最大限度的利用。此外客戶模型技術支持狀態切換的報文發送，這樣就為礦井的工作提供更加優良的確定性。
2.3 自動化控制系統應用 ControlNet 的先進技術，支持客戶模型技術，使得其數據發送具有最大限度的確定性甚至是可重復性，此外自動化控制系統在運行時具有 5Mb/s 的傳輸速率，結構十分的靈活、方便。
2.4自動化控制系統應用 ND 技術，同時也是支持客戶模型技術，這樣就會將處在最低層的設備與控制器直接進行相連，有效的降低了成本同時這種方式的應用還十分方便安裝，減少系統停機時間。
3.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用
煤礦通風系統中自動化控制技術的應用采用“集中控制，分散檢測”的方式，進行若干監控分站的設立，對煤礦各個位置的風壓、風量、有毒氣體含量、溫度等狀況作出動態的檢測，并將所獲取的數據通過通信電纜來傳送至煤礦通風主站，實施集中的管理與監視。而待通風主站對監控分站數據進行接收后，便就煤礦風力分布狀況作出相應推算，進而明確風量控制的最佳方案。之后，轉化方案為控制指令，向監控分站控制系統做出反饋，并依靠變頻裝置，來控制通風機風量，從而實現煤礦通風的自動化控制。對煤礦通風系統中自動化控制技術的應用進行設計，將其劃分為傳感器系統、通風系統、中央控制系統三部分來實現系統自控功能。首先是傳感器系統設計，信號發生器為首要考慮裝置，煤礦通風自動化控制系統需要完成對不同信號的傳輸與接收，包括指令與監控數據。其次是通風系統設計，這一系統中對于風量的調節可通過兩種方法來實現，第一種是通過改變風門或百葉窗角度，來調節與控制風量；第二種則是通過對通風機的電機轉速作出改變來完成的，設置變頻裝置，便可對通風機電機轉速作出有效改變。還有就是中央控制系統設計，中央控制系統的任務主要是采集和處理監測站數據，并以實際需要為依據來對通風量作出動態的控制。此外，監控、報警等功能也要依靠中央控制系統來加以負責。
4.PLC技術在煤礦上的應用
PLC技術在煤礦提升機自動化控制系統中的應用。所謂的PLC就是可編程控制器，是一種數字運算操作的電子系統，能夠進行邏輯運算、順序控制以及算數運算等操作，具有適應性強、編程簡單、抗干擾強的優點。采用PLC控制變頻器，與傳統的繼電器控制相比，提升機制動更加平穩，操作更加簡單，提高了控制精度，降低了生產過程中的故障率。
控制保護PLC功能是控制保護PLC根據外部輸入的有關開關量、模擬量、光電編碼器脈沖等信號進行邏輯運算、數值運算，完成提升機的啟動、運行、停車等整個提升過程的運行控制及保護，他可以實行：行程控制、提升控制及中間閉鎖、安全回路控制、井筒信號控制及聯鎖、過卷監視及控制、速度監視及控制、速度包絡線監視及控制、逐點的速度監視及控制、液壓站控制和恒減速控制、鋼絲繩滑動監視及控制、傳動裝置監視及控制、閘瓦磨損監視及控制、電源故障監視及控制、控制系統故障監視、報警及控制、故障診斷、記錄、過電壓保護、過電流保護、錯向保護等功能，為了提高PLC 控制保護功能的可靠性，對于關鍵的故障監測點，應采取多通道、多元件及軟件、硬件并用等手段，實現“多重化”的控制保護功能。
PLC技術在煤礦提升機自動化控制系統中的應用。它可以在煤礦實現報警顯示、二次不能開車、立即電氣制動和立即安全制動的功能。PLC技術的使用，會在工作參數出現異常時，如當冷卻器溫度過高時，保護系統進行報警顯示；當提升機的設備出現異常，有電機繞組過熱，提升機不能進行再次的啟動；當提升機在工作中，出現故障時，提升機將立即進行制動，停止運行；安全制動是保護系統的最后環節，當提升機或是安全回路本身出現故障時都能準確地實施安全制動?？傊S著數字控制技術的發展和PLC技術水平的提高，PLC技術在提升機控制系統中的應用越來越廣泛。數字監控器也逐漸取代了機械式監控器和井筒開關，并作為提升機安全運行的后備保護，在提升機的生產過程中發揮的作用也越來越大。PLC技術在控制系統中的使用大大地提高了提升機的控制性能，也提高了系統自動化水平和安全可靠性，有利于提高系統的運行效率，促進礦井的安全、和諧、健康發展。
5.結束語
自動化控制技術是時代進步、科技發展的產物，在煤礦通風系統中的應用前景十分廣闊。在實際的煤礦生產中，往往因煤礦通風系統存在這樣那樣的問題，而給煤礦抗災能力和正常生產帶來直接的影響。但考慮到煤礦通風系統在煤礦生產系統中的重要地位，保持其最佳的運行狀態十分必要，而應用自動化控制技術則能夠在一定程度上對煤礦通風系統運行中的各項難度進行解決。而PLC技術的使用，我們可以實現報警顯示、二次不能開車、立即電氣制動和立即安全制動的功能，進一步加強和完善了煤礦中自動化控制技術，使我國的支柱產業煤炭產業的得到安全穩定的發展。我們只有建立合理、完善的煤礦自動化控制系統，才能為煤礦效益提高與安全生產提供有力保障。
參考文獻：
[1]高俊祥,高孝亮.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用[J].煤礦安全,2011 (1)
煤礦自動化控制范文2
【關鍵詞】綜合自動化控制系統；煤礦企業；系統構成
前言
煤炭在我國能源結構中所占的主體地位將仍然持續于未來大半個世紀，但我國90%的煤炭都以井工開采為主，生產隱患多，生產效率低，生產成本高，各種礦井事故（如瓦斯突出與爆炸事故、礦井突水事故、機電事故、頂板事故等）層出不窮，因此，有必要研究新型技術逐漸代替部分人力的作用。隨著計算機技術的快速發展，自動化控制技術逐漸被運用到各個行業與領域中，基于現代化管理與安全監測系統的需要，在煤礦行業中安裝采用綜合自動化控制系統已成必然趨勢。自該項技術在煤礦應用一二年以來，顯著提高了礦井生產效率與安全系數，因此，大力發展自動化控制技術是新型現代化礦山企業建設與實現安全高產高效的必然途徑。以下筆者將從煤礦綜合自動化控制系統特點、構成與實現三方面進行詳細闡述。
1 煤礦綜合自動化控制系統的特點
煤礦綜合自動化控制系統作為煤礦自動化總平臺，實現了在地面對煤礦井上下諸多設備的可靠控制。
（1）采用光纖組建了煤礦井下工業以太網并形成環網，全礦井下膠帶、軌道、供電、排水、通風、礦井提升、選煤等自動控制子系統均以現場總線等形式就近接入工業以太環網，同時，采用OPC及組態軟件等技術接入軟件平臺，形成全礦井自動控制信息傳輸及處理的總集成平臺，基于該平臺實現了在地面集控中心對井下膠帶、供電、排水、軌道、通風、壓風、提升、選煤等設備的遠程開停控制和在線監測，井下諸多環節和崗位實現了無人值守，大大減少了井下現場人員，提高了礦井安全水平。
（2）煤礦安全監控、人員定位等監測監控系統在地面接入煤礦自動化平臺，實現了礦井自動化信息、安全生產監測信息的集成、共享和Web等功能，實現了對井下所有掘進頭、工作面的瓦斯自動檢測和超限自動斷電、告警，實現了對井下所有重要地點的風速、溫度、風門、局扇開停的自動監測，實現了對井下人員分布情況的在線監測和統計。
（3）建立了礦井自動化監控中心，具有大屏幕顯示功能，控制功能，數據統計匯總功能，網絡功能等，操作員站之間具備相互冗余功能。
（4）建立了礦井工業電視監視系統，將井下和地面各主要地點攝像機的信號傳輸到地面視頻服務器，在集控中心顯示和切換圖像，為地面遠程控制提供了必備的監視手段。
（5）建立了礦井移動通信系統，實現了井下現場與集控中心的清晰通話，為地面遠程控制提供了暢通的聯絡手段。
（6）完成了煤礦綜合自動化控制系統與煤礦管理網絡安全對接，將煤礦井下現場的自動化信息、安全監測信息、井下視頻與管理信息系統聯通，通過Web等方式實現了各類信息在全公司的資源共享。
2 煤礦綜合自動化控制系統構成與網絡架構
2.1 煤礦綜合自動化控制系統構成
礦山綜合自動化系統以礦用千兆冗余工業以太環網為通訊平臺，采用3層網絡結構，將數據、視頻、音頻、通訊一條線路同網傳輸，基于VLAN、IGMP等工業以太網技術，通過優化資源配置，合理分配各系統的資源和帶寬，確保重要數據的實時性和可靠性及各種情況下通信的暢通。通過光纖通信為骨干通信平臺，將主井提升子系統、選煤廠控制系統、井下人員定位系統、帶式輸送機監控系統、井下供電無人值守系統、電力調度子系統等統一集成在一個骨干光纖軟件平臺上，構成一個統一的煤礦綜合自動化信息管理平臺。
2.2 煤礦綜合自動化控制系統網絡架構
煤礦綜合自動化控制系統的主干通信網絡使用千兆環型工業以太網，使用核心交換機將井上信息管理平臺與井下各類自動控制系統互連，骨干網提供工業以太網接口，保證整個系統具有良好的可擴展性，骨干網一旦出現故障，可以迅速自適應恢復通信，保證整個系統的穩定性與可靠性。煤礦綜合自動化控制系統的網絡系統由井下網絡和井上網絡2部分構成，網絡均為環型拓撲結構，2部分網絡使用核心交換機完成互聯。全礦骨干網絡使用1000M工業以太網構建，為全礦各子系統提供方便靈活的工業以太網接口，地面、井下子系統均可以方便接入。
圖1 煤礦綜合自動化控制系統結構
煤礦綜合自動化控制系統井上部分由核心交換機和以太環網組成，以太網使用千兆帶寬，保證系統通信的穩定性與安全性，其他子系統接入附近的交換機，主網絡通過地面網關交換機接入調度指揮控制中心網絡。井下控制網絡通過環形工業千兆太環網，構成井下生產過程控制自動化的統一軟件平臺。煤礦綜合自動化控制系統結構圖如1所示。
3 煤礦綜合自動化子系統軟件功能的實現
煤礦綜合自動化控制系統使用統一的平臺集成了電力調度子系統、壓風機子系統、鍋爐房子系統、中央回風井通風機子系統、副井提升子系統、井下帶式輸送機集中控制系統、考勤、人員定位和無線通訊系統等不同功能子系統。不同的子系統軟件的實現主要采用組態軟件完成，組態軟件根據現場情況進行快速二次開發，真實模擬現場動畫效果，有效處理數據。例如煤礦綜合自動化控制系統中的井下主排水系統的監控軟件需要實現水泵的在線監測和自動化控制。能對水泵的各項運行工況參數在線實時監測、統計和顯示，通過智能專家系統使水泵始終處于高效的運行狀態，通過故障參數進行分析預警，防止事故，控制操作程序，防止誤操作，同時可根據操作員指令或預定控制程序，按要求自動完成水泵的定時啟動、定水位啟動、自動切換啟動、智能經濟運行等操作，自動控制分時運行、削峰填谷，即可現場操作控制，也可遠程操作控制，實現水泵的高效經濟運行和現場無人值守運行。通過組態軟件可以快速高效的實現上述功能，利用組態軟件設計的井下主排水系統監控界面形象直觀，具體界面如圖2所示。
圖2 井下主排水系統監控界面
4 結語
煤礦綜合自動化控制系統在地面遠程控制井下設備，實現現場無人值守，不僅減人提效，也是煤礦“無人為安”思想的體現，對煤礦安全生產的發展具有重大意義。通過在煤礦建立綜合自動化控制系統，可以實現在煤礦地面控制中心對井下膠帶運輸、軌道運輸、供電、排水、壓風、地面選煤設備的開?？刂?，并減少井下現場作業人員數量，從而可取得較好的經濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]王健.淺談煤礦綜合自動化的發展及應用[J].科技信息，2011（08）.
煤礦自動化控制范文3
關鍵詞：煤礦；自動化技術；電氣自動化；控制系統；優化設計
1煤礦井下電氣自動化控制系統的應用
1.1在采煤機中的應用
采煤機是煤礦開采過程中最為關鍵的機械設備之一，其安全性直接影響著整個采煤工作，因此，一般來說對采煤機工作人員的要求比其他設備高。目前來說，采煤機本身構造較為復雜，再加上其所處工作環境并不理想，一旦出現問題，則會影響到整條生產線。盡管目前高新技術的應用提升了煤礦開采的效率，但也帶來了一些前所未有的潛在危險。電氣自動化控制系統的引入，不僅可以及時監測采煤機在采煤過程中的狀態，還可以解決一些隱患問題，從而消除一系列安全隱患，在保障安全的前提下提高產率[1]。采煤機電氣自動化控制系統框圖如圖1所示。
1.2在礦井提升機中的應用
作為煤礦開采過程中一種關鍵的設備，礦井提升機一般來說工作環境較為復雜，也極易出現故障。電氣自動化控制系統的引入，有效解決了這一大難題，使得礦井提升機的工作效率大大提升，并且極大地減少了耗電量，提升了煤礦企業的經濟效益。
1.3在皮帶輸送機中的應用
皮帶輸送機在煤礦開采的過程中極為常見，但這種設備存在較大的弊端，即高電壓、高功率，因此煤礦開采過程中經常出現因供電不足而導致皮帶輸送機工作不穩定的情況，嚴重時則會產生不可逆轉的后果。因此，煤礦企業應當合理引入電氣自動化控制系統，對電壓和功率進行實時監控（見圖2），盡可能排除對皮帶輸送機影響較大的一些因素。只有這樣，才能及時發現、解決皮帶輸送機所出現的問題，有效提升皮帶輸送機運行的效率。
1.4在流體負荷設備中的應用
煤礦開采作業中所用的流體負荷設備一般包括風機、壓機泵等。電氣自動化控制系統的引入，使得工作人員對流體負荷設備的操控更加靈活，不僅可以保障設備處于正常工作狀態，還可以大大降低煤礦開采過程中的能耗。
1.5在井下環境監控中的應用
以往開采工作中對井下環境的監控一般是工作人員定時使用設備進行人工監控，不能實時監測，很有可能造成一系列的安全事故，例如在第一次與第二次監控的間隔期，瓦斯濃度超標，發生爆炸，這不但給企業造成一定的經濟損失，而且難以保障工作人員的安全。假如引入電氣自動化控制系統，工作人員就可以進行實時監測，并對超過一定標準的參數進行報警，從而消除安全隱患，保障人員的生命安全。
2煤礦井下電氣自動化控制系統的優化
2.1選型的優化
當前來說，電氣自動化控制系統根據其應用性能的不同有著許多種類，因此，煤礦企業應當根據具體情況來進行選型。a)應當對煤礦井下系統構造有一定的了解。各個礦井所處的環境是不同的，因此煤礦企業應當根據自身具體環境來選擇合適的電氣設備型號和自動化系統。比如中國目前主流的西門子PLC（ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器）系統，可根據具體需求分為很多種；再比如在環境較為復雜的礦井中，煤礦企業應當采用一些中型電氣自動化控制設備，如SIEMENS-S7-300等。b)應當明確所采用的I/O點的種類。根據煤礦作業過程中設備所要求系統的復雜程度及具體需求，確定I/O點的種類和數量，確定好之后，以此為前提來確定具體的設備情況，再根據數量來確定軟件和硬件的數量，避免設備被浪費，從而避免對電氣自動化控制系統造成不利影響。c)編程工具的選擇。中國煤礦企業當下所使用的編程工具眾多，主要有手持型編程、圖形編程和軟件控制編程等幾種類別[2]。這幾種類別中手持型編程最為簡單，這種編程類別由于其自身的預設程序是有限的，應用范圍較窄，而且效率也比較低，通常需要人工控制，只可以滿足小型設備的要求。圖形編程相對于手持型編程來說更為直觀，其采用的是簡潔明了的梯形圖，所以經常被應用于中型設備中。大型設備的控制程序一般采用的是軟件控制編程，這種方式對使用者來說最為高效，但開發投資成本較高，并且軟件開發難度較大。
2.2軟件的優化
軟件是電氣自動化控制系統的關鍵部分，它的優化直接決定了電氣自動化控制系統的工作效果。通常，煤礦企業應當根據硬件對軟件進行同步優化。a)結構方面的優化。PLC系統的開發一般分為模組開發和程序開發，應當根據實際生產情況對PLC系統進行實時調整，從而選擇最優方案。(a)可以根據不同的任務需求將PLC系統劃分為多個模塊，對每一個模塊進行針對性調整，然后再將其疊加形成完整的程序控制；(b)需要結合煤礦生產線的具體運行情況對電氣自動化控制系統進行實時調整，從而有效提高煤礦生產效率，使得設備運行穩定。b)對程序開發的過程進行優化。應當把I/O節點的優化放在關鍵位置，分配節點時應當根據礦井中生產線的具體情況進行合理調整，這樣不僅可以集中對單個節點進行控制，還有利于后期設備維護工作的進行[3]。
2.3硬件的優化
硬件方面的優化是煤礦生產中PLC系統優化的核心內容，硬件的結構組成是保障PLC系統安全穩定運行的基礎。所以企業應當將電氣自動化控制系統的硬件優化放在首位。a)應當對輸入電路進行合理優化。一般來說，煤礦企業應該將使用的電氣自動化控制系統的輸入電壓設置為80～240V，以此來擴大電氣設備的適用范圍，以及保障電氣設備可以穩定地運行。此外，煤礦企業還應當對輸入裝置中的脈沖干擾進行屏蔽，一般通過電源凈化等方式來實現。b)應當對輸出電路進行合理優化。應當根據煤礦井下生產線的具體情況，對晶體管進行靈活應用，從而對電路進行輸出控制，提高其反應靈敏度。例如煤礦井下壓力泵機房的PLC系統，若其輸出頻率在6min/次以上，煤礦企業應當增加繼電器來輔助其輸出，這樣才能有效保護電路系統。再者，如果PLC系統的輸出設備敏感度較高，一旦斷電，就有可能使得芯片結構損壞。對此，可以增加續流二極管輔助調控，盡可能保護芯片。c)應當對抗干擾設備進行優化。由于煤礦開采所處的環境比較惡劣，煤礦井下電氣自動化控制系統應當對外界的干擾具有一定的抵御能力，這也是煤礦企業優化管理的一大重點[4]。
3結語
隨著科學技術的飛速發展，電氣自動化控制系統在煤礦開采過程中的應用越來越廣，大大地提升了煤礦開采的效率，提高了開采質量。但目前采煤作業方面電氣自動化控制系統存在一些軟硬件等方面的問題還沒有得到解決。因此，煤礦企業應當針對當前問題，增加對技術及設備等方面的投入，不斷對電氣自動化控制系統進行優化改進，從而滿足當下煤礦生產的需求，進一步在提升煤礦企業經濟效益的前提下保障作業人員的生命安全。
參考文獻：
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［3］毛艷青.煤礦電氣自動化控制系統設計［J］.機械研究與應用，2019，32(6)：157-158.
煤礦自動化控制范文4
關鍵詞:自動化；煤礦通風；管理控制
煤礦井下通風狀況關系到礦井的生產全，采用自動調節和控制的技術，加強礦井通風技術，提高安全生產能力，將礦井通風過程中的自動控制和調節的技術加以提升，是當前防止礦井安全事故、達到礦井通風自動化運行的重要技術手段。對于減輕事故發生的危害程度，提高礦井的安全系數，具有關鍵的作用。從當前常用的礦井通風系統的自動化管理方面進行分析，主要包括檢測通風狀況和監測環境質量等方面，常見的檢測是針對通風系統風量，常用的自動化通風系統包含了通風、信號、傳感器系統，主要由中央控制系統符合運行和協調。
1、煤礦通風系統自動化控制
進行煤礦通風系統的自動化安裝和運行，主要是為了保持井下空氣狀況的安全和穩定，通過通風巷道，將井上和井下的空氣加以交換，給工人提供較為舒適的工作環境，保持礦井內部的空氣的新鮮，將井下的有害氣體以及熱量、水蒸氣等加以排出，得到適合安全生產的礦井工作條件。檢測的內容包括瓦斯的含量的監控，系統通風量的及時調整，瓦斯含量如果發生了異常的升高或者涌出，應該警惕是否有安全事故或者隱患存在。目前采用的人工管理的方法，對于監控和調度的自動化程度來說，是不足以維護煤礦安全運行的。自動化控制水平高的煤礦通風系統，能夠控制風量計算模型，運用科學合理的通風系統的管理來保證系統運行的安全可靠。
2、自動化控制系統整體設計
2.1自動化系統采用的是集中控制和分散檢測的方式，建立了動態檢測煤礦的監控分站，對煤礦內部的氣體、風壓、溫度等狀況進行檢測，由煤礦通風總站將數據加以傳輸，得到了關于監控分站的各種數據的匯總，然后采用推算的算法，得到了煤礦風量的分布的情況，將風量控制方案，反饋給變頻裝置等監控分站中的重要位置，達到通風系統的自動化控制的目的。2.2自動系統的原理，是以煤礦通風主站、分站，進行檢測和控制，通過風壓、風量、氣體、溫度的傳感器將系統的數據加以傳輸、匯總、分析和運行。自動系統包含了通風系統、中央控制以及傳感器系統等內容。傳感器系統包含了信號發生器等，將不同的信號加以傳輸和接受，得到了監控的指令和數據。信號經過傳輸分為頻分制和時分制度，按照計劃將各路信號按照頻率進行接收和發送。頻分制的電路較為簡單，故障較少，頻率的接收和發送使用載頻器進行定型生產，吸納后通過動力線傳遞線進行傳輸，并對元件進行檢測。礦井的環境狀況等通過風量的控制得到精確的測量，測量到的數據包括了風量、風壓和溫度以及有毒的氣體，巷道中被放置了很多傳感器，如風速檢測元件可以對風量進行精確的遙測。這些元件包括了恒流式風速儀、恒溫風速儀、三杯電渦流式傳感器、光耦感應器傳感器等。采用熱敏元件的溫度遙測可歸為紅外線輻射技術，風壓的遙測可以采用差壓變送器進行。而紅外線吸收可以使用光譜法或者定點位電解法進行CO氣體濃度的遙測。2.3通風系統的自動化設置，采用風門和百葉窗的方式加以風量的控制和調節。頻率發送器將風門和葉片的狀態加以發送，最終傳送到地面控制室，根據葉片和風門轉動發出的吸納后，通過改變通風機的轉速產生的變頻信號，可以得到局部井下通風機的定時控制，另外，在定時器裝置的外部安裝爆破沖擊裝置，實現自動通風，采用工作面作業機器運行的方式，引發氣體濃度或者空氣的溫度的變化，最終對工作面的作業機器的元件進行控制，保證其良性運轉。2.4中央控制系統采用的是微型計算機作為核心裝備的設置方案，這種設置擴展能力較強，接口較大，在自動化控制中能夠優化控制過程，精度較高，速度較快，對通風自動化系統的需求是綽綽有余的。中央控制系統包含了報警和監控功能，能夠幫助監控站發出指令，處理反饋的監控信息，修改監控獲取的數據，執行選定的控制方案，對通風設備的工作進行監視。當異常情況發生的時候，相應的處理程序就會啟動并且報警。
3、自動化通風系統控制應用
值班人員根據顯示屏上的風量大小、風壓數值、有毒氣體含量等相關參數進行數據的檢測，然后負責將傳感器的數據進行曲線繪制，將數據曲線變化加以統計和匯總，得到系統的工作情況，幫助工作人員發現問題或者故障，最后將數據報表進行打印，供使用者查詢。進行通風系統的通風機的運行過程中，一旦出現故障，應啟動備用風機，通過系統發出的控制指令，將故障風機電源關閉，并實行自檢，確認無誤后再重新啟動。
結語：
通風系統要實現監控的自動化運行，無人值守，突法事件的處理，需要對控制單元采用風量計算算法等，這種設計方案能夠實現對通風系統的運行的實時監控，大大提高煤礦工作安全，降低通風系統運營成本，因此應在自動化運行中加以推廣。
參考文獻：
[1]鄔如梁.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用[J].煤炭技術,2013,32(4):62-63,72.
[2]幸大學.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用[J].煤炭技術,2013,(10):88-89,90.
煤礦自動化控制范文5
對井下工作人員進行定位時，要獲取準確的位置信息，就需要將目標的移動特征作為基準，構建出該目標的移動路線圖。就現有的GPS定位技術來說，實現對礦井中工作人員實時定位與跟蹤難度較大，但無線傳感器則能夠有效克服該類問題。對所獲得的無線傳感器數據進行井下編排和查詢，可以獲取相關人員的位置信息，掌握他們的移動路線以及活動情況，進行更為有效的控制與管理，有助于預防和排除各類安全事故隱患。無線傳感器在使用時所采用的多點定位網絡可以對分布方式進行有效優化，改變傳統單水平軸線網絡的布設方式，可以更好地適應煤礦復雜的開采條件。此外，在礦井自動化控制技術中，高精度算法設計也是其主要內容之一，無需信號源便可實現計算，在4m范圍內，還可以對干擾信號進行防范和處理。對于高精度系統定位算法的設計而言，主要包含了定位精度、盲區范圍等計算，隨著計算方式的不斷完善，自動化控制技術的運用必定會越來越廣泛。
2煤礦通風系統中自動化控制技術的應用
2．1傳感器系統設計
對于煤礦通風自動化控制系統而言，有必要實現對各類信號進行有效傳輸與接收處理，其中主要涵蓋了監控數據與指令。多路信號的傳輸方式可分為時分制與頻分制2個類型，其中，頻分制是根據不同的頻率，實現對各路信號的發送與接收;時分制則是按照不同的時間順序，實現對各路信號的依次傳送。由于頻分制具有電路簡單、故障較少等優勢，因此選擇該形式作為傳輸電路信號的主要方式。在頻分制中，發送與接收頻率是利用定型生產的載頻器來實現的，并且通過專用線或500V的動力線來傳遞信號，在此基礎上確定出需要檢測的原件［4］。在控制通風風量之前，需要對通風機風量以及礦井有毒有害氣體濃度、風壓以及風量進行監測。通過差壓變壓器測量風壓，對風速的測定可以利用三杯電渦流式傳感器、熱式風速儀、恒溫風速儀等裝置進行檢測;井下的CO濃度則可以利用光譜法、光干涉、紅外線吸收等方式測量;利用紅外線輻射技術或熱敏原件監測溫度。
2．2通風系統設計
在通風系統設計中，風量調節的方法有:①通過改變百葉窗角度實現風量的調節與控制，通過頻率發送器將葉片或風門的狀態信號傳遞給地面控制室，根據信號，地面控制室便可調節風門或葉片的轉動;②通過改變通風機的電機轉速實現調節，可以設置變頻裝置有效改變通風機轉速;另外，為了實現對井下通風機的局部自動化控制，還可采取定時控制的方式，在定時器裝置的基礎上增設爆破開關，以便在爆破之后實現自動通風。國際上大都選擇檢測元件控制局部通風機轉速，將作業機器在實際運行過程中的空氣溫度、氣體濃度作為依據，從而將這一控制實現。雖然該項技術在國內尚處于研究階段，但無疑會成為通風系統設計發展的新思路。
3自動化控制通風系統優化方案
3．1計算通風性能
通風系統中最核心的內容是控制通風量，通過性能曲線可有效掌握通風機功率、全壓、風機流量之間的關系，因此在煤礦實際生產過程中，可根據實際的生產情況選擇風機類型。最常用的性能曲線數據的主要來源有:①通分機自身的數據;②在運行過程中實際測得的數據。需要指出的是，上述2類數據都是通過試驗獲得的，尚未形成理論表達。在計算風量時，仍需要對通風機的自身特性加以考慮。在計算機網絡計算中引入自身特征曲線分析表達式，在計算通風性能時，需要考慮到聯合機之間的影響以及外界不同的環境因素對風機所帶來的不穩定性影響，因此，可選擇二段曲線擬合法進行風機性能模擬。在實際運行環節中，通風系統中所產生的數據會轉化為相應的曲線，接近于二次拋物線，考慮到通風機自身的工作環境與自身狀況，在采用拉格朗日插值法時，還需要進行風機曲線的二段曲線擬合，從整體上對風機性能進行測評。
3．2通風系統的優化控制
在煤礦通風系統中常常出現短暫停風等現象，利用自動化控制在技術可有效解決該類問題［5］。具體來說，可在每一個風道上安裝1個百葉窗樣式的空風門，可避免在出現倒機現象時，不會對井下的風量產生任何影響。在煤礦通風系統優化之后，由于PLC對于外界的敏感度不高，即便受到輻射、干擾或者是出現瞬間斷電等現象均可照常工作，因此，在條件相對較差的環境中也能得到很好的應用。在實現PLC功能時，主要包含了計時、邏輯運算、順序等，其中也包含了模擬量與數字的輸入與輸出，另外也兼顧了記錄與自檢等功能。對于該類強而有力的設計，還可以實現1臺生產機械操控1個生產過程的模式。在倒機過程中為確保井下通風的穩定性，還需要應用PLC自動控制軟件，確保系統的安全性與可靠性。
4結語
煤礦自動化控制范文6
關鍵詞：煤礦 直流提升機 自動化控制 信息化
礦井提升機主要承擔礦物的提升、人員的上下和材料的運送等任務，它應能按照預定的力圖和速度圖，在四象限實現平穩啟動、等速運行、減速運行、爬行和停車，而且在運行過程中要有極高的可靠性[1]。
1煤礦主井直流提升機的自動化控制
1.1主回路
主回路由高壓配電系統、整流變壓器、可控硅整流裝置、快開、電抗器等構成，采用電樞電流換向（電樞可逆），磁場電流單向的方式；也可采用電樞電梳單向。磁場電流換向的方式。為減少電網的無功沖擊和高次諧波的干擾，電樞回路配置成串聯12脈動順控。
1.2全數字調節部分
全數字調節部分以高性能單片機為核心，主要功能有：
（1）完成提升機速度和電流雙閉環調節，如：①預設速度基準值；②限制加、減速過程的沖擊；⑧速度自動調節；④電樞電流自動調節；⑤磁場電流自動調節；⑥預設電流限制值。
（2）實現電樞回路和磁場回路的各種故障保護，如：①磁場變壓器超溫；②磁場整流橋快熔熔斷；③磁場過電流；④磁場回路對地漏電；·⑤磁場可控硅交流阻尼熔絲斷；⑥磁場可控硅過熱；⑦電樞變壓器超溫；⑧電樞整流橋快熔熔斷；⑨電樞過電流；⑩電樞回路對地漏電；⑩電樞可控硅交流阻尼熔絲斷；⑩電樞可控硅過熱[2]。
1.3多PLC冗余控制部分
多PLC冗余控制部分用來完成提升機系統操作保護、行程監控和裝、卸載控制等功能。（1）操作保護部分采用一臺PLC，其主要功能是執行操作程序，并實現各種故障保護及閉鎖。來自系統各部分的保護信號直接引入到PLC中，PLC將其處理后分為立即施閘、井口施閘、電氣制動和報警四類，送監視器顯示故障類型并控制聲光報警系統報警并施閘。系統的安全回路有兩套，一套由PLC構成，另一套為繼電器直動回路。（2）行程監控部分由一臺PLC、兩個軸編碼器（一個裝在傳動控制器上，另一個裝在導向輪上）和井筒開關構成，兩臺軸編碼器將提升機鋼絲繩在線速度和行程位置轉換成脈沖信號送人PLC，經PLC中的軟件計算后處理成罐籠在井筒中的位置和在線速度，送到操作臺監視器顯示。這種以軟件處理為主的行程跟蹤方法在靈活性、可靠性及精度等方面都很高，只要選擇分辨率較高的軸編碼器，就可保證定位精度
1.4操作臺和監視器
操作臺由左操作臺、右操作臺和指示臺三部分構成。左操作臺上有制動手柄、高壓送電按鈕、磁場送電按鈕、快開控制按鈕、安全復位按鈕、緊停按鈕、燈試驗按鈕、閘試驗按鈕、過卷旁通按鈕等；右操作臺上有主令操作手柄、工作方式選擇開關、控制方式選擇開關和信號聯絡按鈕等；指示臺左側為監視器，指示臺上有深度指示器（發光管柱狀圖）、重要操作信號和故障信號指示燈以及運行參數（如：閘壓、電樞電流、磁場電流、速度等）顯示儀表。監視器可實現人—機對話，它可顯示主回路、低壓配電回路、提升系統、液壓制動系統、裝卸載系統和故障信息等畫面，反映提升機所有的運行參數和運行狀態以及故障類型和故障發生時間，監視器能使司機對提升機的運行狀況一目了然，若發生故障，司機能及時從監視器上了解到故障的類型及位置，能及時通知維修人員排除故障，從而縮短排除故障時間，提高勞動生產率。
2煤礦主井直流提升機的信息化管理
關于軟件設計，即選擇控制規律和控制參數，與模擬連續系統綜合校正方法的步驟基本相似。在對連續系統進行綜合時，設計者根據對控制系統穩態和動態性能提出的要求，在時域中即是對動態誤差（或誤差系數）、階躍響應的調節時間、超調量和振蕩次數等的要求，在已知不可變部分的情況下，設計出系統的校正，使系統的實際性能指標達到預期的要求。對于計算機控制系統，模擬校正裝置由數字計算機代替，模擬校正裝置擔負的計算和控制任務將由計算機來完成。因此，選擇校正裝置的結構和參數的工作就轉變為設計由計算機實現的控制算法和控制程序。在用模擬調節器對直流提升機進行控制時，各項控制是同時進行的。在用數字計算機實現上述控制時，由于計算機在任一時刻只能做一項工作，所以各項控制是分時進行的[4]。
計算機控制系統實際上是一個混合系統，既可以在一定的條件下近似看成一個模擬系統，用模擬系統的分析方法進行分析和綜合，再將設計結果離散化，轉變為數字計算機的控制算法，也可以把系統經過適當的變換，變為純粹的離散系統，用z變換等工具進行分析和綜合，直接設計出控制算法。
結論
為了盡量減少啟動、制動過程中的機械沖擊及提升機控制精度，速度給定信號的加速、減速段為“S”形曲線，減速段行程通過PLC實際運算來調節減速度以保證其為一固定值，從而保證了停車點不變和停車點的精度。
參考文獻：
[1]劉超，孟艷君，尚廷義等. 基于PLC的礦井提升機變頻調速控制系統[J]. 牡丹江師范學院學報（自然科學版），2009（03）.
[2]趙鵬. 基于PLC技術的煤礦皮帶運輸系統的控制改造[J]. 科技情報開發與經濟，2011（10）.
