摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，煤礦生產(chǎn)過程中不斷有新型的電氣自動化控制系統(tǒng)投入到日常生產(chǎn)中，這對于提升煤礦的管理和生產(chǎn)效率都有一定的促進作用?；诖耍恼聦γ旱V電氣自動化控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)進行了探討。

關鍵詞：煤礦生產(chǎn)；電氣自動化控制系統(tǒng)；煤礦管理；煤炭開采；單片機 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD614 文章編號：1009-2374（2015）23-0013-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.007

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對于煤炭的需求進一步加大。由于電氣自動化設備使用量的增加，煤炭開采業(yè)也有了長足的進步和發(fā)展，生產(chǎn)的效率和生產(chǎn)產(chǎn)量也進一步提升。另外，伴隨著計算機技術、電氣自動化技術以及智能技術的發(fā)展，對于設備控制的準確性以及設備信息傳輸?shù)捻槙承远加辛溯^大的提升。因為煤炭生產(chǎn)的環(huán)境比較惡劣，設備的控制和監(jiān)測在運行過程中也產(chǎn)生了很多問題，影響煤炭開采工作的正常開展?；诖?，對當前的煤礦電氣自動化進行改革和創(chuàng)新，在新的自動化控制系統(tǒng)中加入PLC控制體系，以提升整個電氣系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。

1 單片機電氣自動化控制系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的應用

伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的日常生活中對于煤炭資源的需求進一步增加，這也促進了煤炭開采力度的加大，但是由于煤炭開采環(huán)境的惡劣，使得煤炭開采的安全性和可靠性存在較大的問題。然而在煤炭開采過程中加入了電氣自動化控制系統(tǒng)節(jié)省了大量的經(jīng)濟支出，為煤炭開采工作的順利進行提供了一定的保障，將企業(yè)所能獲取的經(jīng)濟效能最大化。單片機是電氣自動化控制系統(tǒng)的核心物質(zhì)，在不同的生產(chǎn)環(huán)境下，單片機的選擇原則和方式也會產(chǎn)生較大的差異。相關的工作人員應當根據(jù)實際工作過程中所使用的環(huán)境的差異，進行全面仔細的分析，確保在特定的工作環(huán)境下，單片機能夠在煤炭生產(chǎn)設備中正常使用。另外，對于單片機應當做好相關的防水浸和防漏電工作?，F(xiàn)如今，我國的大多數(shù)煤炭生產(chǎn)中基本都使用了PLC單片機，而且在生產(chǎn)中不但做好了防水保護工作，而且對于突然出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象也有了較好的應對措施。PLC的優(yōu)點還在于工作的效率比較高，能耗低，抗干擾性能較好，因此在煤炭采集中得到了廣泛使用。單片機在實際的使用過程中能夠很好地保護整個系統(tǒng)設備，將檢測到的電信號轉化為電壓信號，然后經(jīng)過其他設備的放大作用，將電壓信號轉化為可使用的電壓信號，再送至電腦的CPU中借助計算機將所檢測的信息顯示出來。

2 煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)中硬件模塊的設計與實現(xiàn)

2.1 輸入電路的設計與實現(xiàn)

因為電氣設備使用的環(huán)境較為惡劣，所以在煤礦中的電氣化自動化控制系統(tǒng)所對應的供電線路中應當安裝能夠凈化電源的設備。在當前的技術條件之下，能夠使用的電源凈化設備主要有兩種，即濾波器和隔離變壓器，其中圖1所示的工作原理就是濾波器，這兩種電源凈化設備在實際的使用過程中必須保證電源的輸入電壓恒定在24V，而且一直都是直流電，而在進行自身負載調(diào)整的時候，電源的容量是必須考慮的重要因素之一；其次，需要對周邊電路配置結構進行完善，避免在電源凈化設備運行期間出現(xiàn)短路等方面的問題；最后，對于電源的保險絲應當及時進行更換，以防止由于操作不當或者電源短路，甚至是PLC芯片出現(xiàn)損壞而產(chǎn)生問題，進一步提升電源支路的安全性能，減少因系統(tǒng)短路以及操作失誤對運行帶來的影響。

2.2 輸出電路的設計與實現(xiàn)

我們在進行輸出電路的設計創(chuàng)新時必須考慮到煤炭實際開采過程中的基本需求，針對不同的指示標志和調(diào)速裝置，采用晶體管進行輸出調(diào)節(jié)，提升相應的速度。對于煤礦系統(tǒng)中的水泵機房來說，在電氣化自動控制系統(tǒng)之中，PLC的輸出頻率為6次/min，輸出時可以使用繼電器輸出，這樣可以增強抗干擾能力和負載能力。在PLC輸出的過程中，為了避免浪涌電流造成的PLC的損壞情況的發(fā)生，可以在電路盤上接上二極管，易吸收浪涌電流，從而保護PLC芯片的正常工作。

2.3 抗干擾的設計與實現(xiàn)

系統(tǒng)的干擾性對于煤礦電氣化自動控制系統(tǒng)所造成的影響是不可忽略的，而相對于其他的電氣系統(tǒng)來說，礦井的電氣系統(tǒng)由于工作環(huán)境比較差，線路比較復雜，因此，對于電氣自動化控制系統(tǒng)的要求就會更高。在電氣系統(tǒng)的設計過程中加入防干擾的解決方法，從而預防磁脈沖對干擾點系統(tǒng)芯片造成干擾，造成系統(tǒng)的失靈。一般來說，進行防干擾問題的解決時應當做到以下三點：（1）布線的優(yōu)化，弱電信號和強電信號應當區(qū)分開來，形成各自的走線系統(tǒng)，而屏蔽電纜模擬信號的措施就是采用雙絞線，這樣可以有效地防止信號之間的互相干擾；（2）使用金屬外殼來屏蔽模擬信號的干擾，在金屬材質(zhì)的工作柜中放置PLC控制系統(tǒng)，然后將外殼接地，如此一來，可以有效地避免空間輻射，電磁脈沖以及靜電干擾對系統(tǒng)的影響；（3）借助隔離變壓器實現(xiàn)1∶1的超隔離變壓，將中性點通過電容實現(xiàn)接地，從而避免其他物質(zhì)對系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾。

3 煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)中的軟件模塊的設計與實現(xiàn)

在煤礦電氣系統(tǒng)的自動化控制的設計和實現(xiàn)中主要涉及到以下兩方面的內(nèi)容：（1）對基本的控制程序的設計和現(xiàn)有模塊的優(yōu)化，在實際的煤礦開采過程中，應當根據(jù)實際需求設置不同的開采程序，對于當前所存在的模塊進行不斷的優(yōu)化，對于其中所存在的問題進行分析和研究，尋找一種更合適的方式來解決這一問題。對各個模塊進行編程和調(diào)試，然后將所有的模塊組合成為一個完整的程序。模塊化程序創(chuàng)新設計提高了電氣自動化控制水平，使其更符合實際的生產(chǎn)狀況；（2）對程序設計過程的創(chuàng)新，根據(jù)當前的煤礦電氣自動化控制的基本需求，按照實際需求進行I/O的分配，對整個系統(tǒng)中的I/O信號進行集中編號，從而提升整個系統(tǒng)的維護效率。對于系統(tǒng)中的定時器、計數(shù)器以及繼電器等進行統(tǒng)一的編號處理，以提升系統(tǒng)的運行可靠性，當所有的I/O地址分配完成之后，應當對整個系統(tǒng)內(nèi)的實際分配情況和內(nèi)部繼電器的標志位置加以記錄，以方便后期維護過程中的查閱。

4 結語

綜上所述，在科學技術不斷進步的今天，煤礦電氣自動化系統(tǒng)的應用頻率越來越高，這也極大地促進了煤炭的安全生產(chǎn)效率和管理能力。但是，在實際的工作過程中所使用的工作策略不同，就會造成成本與效率的差異性，基于此，在創(chuàng)新設計的過程中，應當以減少整個系統(tǒng)的成本支出和運行效率的提升為基本出發(fā)點進行細致的分析和研究，在實際的設計過程中應當加強設計的實踐性。

參考文獻

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作者簡介：王慧棟（1986-），男，山西陽泉人，陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司奧倫膠帶分公司技術員，研究方向：電氣維修、電氣軟件調(diào)試。

（責任編輯：周 瓊）