煤矿自动化控制范文

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引言

在煤矿生产企业中，排水系统是整个煤矿生产流程的重要组成部分，排水系统不但要及时排出煤炭生产过程中的积水，还要在涌水期间有良好的矿井水排出能力，由此看见，中央水泵房在煤矿生产中担负着重要责任，目前中国大多数煤矿行业都是采用人工化的排水系统，这类系统操作繁琐、管理复杂、自动化程度比较低、应急能力较差，所以对与中央泵房的自动化控制系统的研究就显得尤为重要，对提高煤矿生产行业的安全性具有重要的现实意义。

1中央泵房自动化控制系统

中央泵房一共有5台D280—65X5水泵，并配用400kW功率、6kV的电压，共有15络阀门，水仓分为内外两仓，并选用Φ325mm钢管铺装；中央泵房采用的是真空泵和水射流两种方式进行抽真空操作，并且互相备用，增加了中央泵房的应急处理能力。井下泵房主要以主排水泵作为排水设备，其主要包括水泵、电机、底座、真空表、压力表等部件构成，每台水泵都由相应的一台电机、一个底座、三个闸阀及一套真空泵、真空表组成[1]。中央泵房的自动化系统主要以PLC数据自动采集功能为核心，其运行原理是将PLC收集的模拟数据传送输入模块中，然后通过传感器分析，对中央泵房的水仓水位进行实时检测，通过系统对水位变化数据的转换和处理，计算水仓中水位在不同时间段内单位时间的上升情况，并且将单位时间内的水位变化作为依据判断井下涌水量的变化，并及时调整排水泵的运行状态。中央水泵的自动化控制系统还可以根据水泵轴温变化、电机电流变化、电机的温度变化等方面，对电机及水泵运行状态进行实时监管，发挥出系统的监控报警功能，避免因水泵及电机温度变化过大而出现设备损坏的情况。在自动化系统中的PLC数字量输入模块中，相关部件通过将运行信号采集到PLC中，并通过设定的逻辑分析对排水泵进行控制[2-3]。

2煤矿井下中央泵房自动化控制功能

煤矿企业的自动化控制系统通常采用一般性的控制柜，并且配套相应的集中控制台对水泵进行自动化控制。目前中国大多数泵房自动化控制系统都是在水泵房中设置一台单独的控制站，并且在每个水泵旁设定相应的控制线，自动化控制系统不但要实现水泵启停控制功能，还要实现对水泵设备的就地/集控转换。中央泵房自动化系统集操作简单，集扩展输入/输出等特点为一体，除了可以完成对水泵运行控制操作，还可以将工业以太网与井下中央变电所的网络交换机进行联系，从而将设备的运行状态上传到调度中心。另外控制系统应该具备较强的防外界干扰能力，以此保证系统信号传输的稳定性，并且具有汉字显示功能，增加系统本身的实用性。2.1操作方法中央泵站自动化控制系统主要分为遥控和手动两种操作方式，一般遥控操作方式为主要控制模式。系统遥控方式主要是对地面控制器的远程控制，以此监控设备的工作运行状态及运行过程中参数的变换。另外遥控操控还可以检测水仓水位的实施情况，通过水位的变化情况对水泵与阀门进行相应调整，还可以检测控制系统中设备的运行状态，如果设备在运行过程中出现故障，可以在第一时间及时停止设备，并发出报警信号，通知维修人员及时对故障设备进行维修。自动化系统的手动控制，工作人员应该根据水仓在一定时间段内的水位变化情况确定开启水泵的数量，另外，手动操作方式还可以通过设备触摸屏手动控制水位中水泵运行，通常情况下此操作方式都会作为设备故障检修的主要方式[4]。2.2液位控制液位控制是中央泵站自动化控制系统中的重要组成部分。在自动化控制系统中，利用液位传感器实时监控矿井的水位变化。当矿井水位处于高液位状态下时，不论是否处于峰谷电价时间段，系统都会在第一时间内根据自动轮换原则启动水泵。如果水井液位还在继续升高，则自动化系统将启动多台水泵降低水井水位。当水井水位处于低液位状态时，自动化系统可以不受任何限制的通用所有水泵，以此保证水井水位呈上升趋势。另外在水仓的水位保护装置中，工作人员可以设置独立的液位计作为备用检测设备，便于在主检测设备出现故障后，继续用液位计检测水仓水位。另外，在液位控制系统中，可以选用超声波液位传感器提高液位控制精度，另外超声波液位传感器还具有非机械型、维护简易、安装便捷等诸多优点。液位传感器设备可以针对实际情况对水泵进行智能化控制，当水仓水位处于2号水位时，在低计费时间段内，水泵会立即启动，当处于高计费时间段内，控制系统会控制水泵电机缓慢启动。当水位上升到3号水位时，则控制系统无论在何种情况下启动水泵，以此使得水仓水位逐渐正常。当水位上升到4号位置时，这时一台水泵设备已经无法对水仓水位进行有效控制，此时就需要启动第二台水泵设备，在第一时间内将水仓水位恢复到正常位置。上文所叙述水位控制，皆是由超声波液位计将水位的实时变化情况传输到PLC中，通过PLC的分析，执行相关操作，其分时计费也是由PLC通过相应软件标定[5]。2.3通讯功能通信功能是现代化控制系统的重要标志。在煤矿泵房的自动化控制系统中都配备了以太网通讯模块及交换机设备，通信功能的应用可以很便捷的将水泵设备在运行过程中的运行状况、运行参数、设备故障信息传输到地面的控制中心，由控制中心分析处理后，将相关信息公布到煤矿企业的局域网上。通过企业管理人员授权后的相关信息，可以到互联网上，供用户查看。在该通讯系统中，对用户的授权等级不同，其赋予相应的操作权限也不相同，高级用户除了可以查看控制系统的相关信息，还可以通过互联网进行远程操控，这在一定程度上实现了无人值守的自动化系统控制，降低了人力物力的投入，减少运行成本，增加企业经济效益。

3煤矿中央泵房自动化控制的工作环节

3.1自动注水水泵只有在保证一定真空度的情况下才能正常工作，当叶轮完全浸入到水中时，水泵才能保持一定真空度。当真空度不足时，泵内就会存在空气，那么在水泵工作时，就有可能出现上不去水的现象，叶轮空转还会可能会导致水泵内部部件被烧毁。所以，为了避免出现这种情况，在启动水泵设备时，要进行自动注水操作，一般在进行自动注水操作时通常采取喷射泵或底阀抽真空的方式进行，并选用精度较高的真空传感器实时检测水泵内部的真空度，以此确保水泵设备运行的安全性，降低运行过程中的故障风险。3.2闸阀操作对设备进行闸阀操作的主要目的是为了降低设备的启动功率，在操作水泵的相关规定中，明确规定在出水闸阀关闭状态下才能使用离心式水泵。当水泵停止运行后，为了降低水锤事故的发生率，通常都会选择将闸阀关闭，以此逐渐减少液体的流动速度，当水泵中充满水，在停止水泵运行时，先将相应的电机启动，再打开与之对应的电动阀；停止后，先将电动阀关闭，再停止水泵电机的运行。3.3参数传输参数传输工作是指将集中操作台上的可显示水仓水位、水泵流量及电动机运行参数等数据通过PLC传输给地面控制系统，并通过控制中心的计算机设备进行分析处理。将分析结果在显示器上进行模拟显示，并以图表、曲线的形式为地面的工作人员提供判断依据，并向泵房自动化控制中心反馈操作指令。3.4水泵设备电机保护由于水泵电机在运行时所承载的负荷量较大，所以其工作运行过程中的故障发生率也较高。该系统中的保护形式较多，较为常见的保护形式为：a)系统对水泵电机设备进行流量保护，当水泵设备在运行过程中的流量值不在正常范围内时，系统会启动流量保护装置，对正在运行中的设备停止操作，并立即启动备用水泵维持工作的正常运转；b)电动机故障。自动化控制系统还可以实时检测水泵设备的电机欠压、短路、过载等故障，主要是由高压开关柜的保护器进行。

4结语

对煤矿中央泵房的自动化控制系统的应用进行了详细论述分析，通过该系统在投入使用后的实际运行情况来看，其运行状态较为稳定，操作比较便捷，既能满足中央泵房的排水要求，还可以有效提高中央泵房的自动化控制水平，提升煤矿企业的经济效益。

参考文献：

［1］薛志刚.现代化矿井主排水泵自动控制技术分析［J］.中国高新技术企业，2010(36)：65-66.

［2］赵孟，朱文军，韩小庆.浅谈矿井排水自动化监控系统的应用［J］.山东煤炭科技，2010(5)：33-34.

［3］武希涛，张浩，王亚丽.PLC在中央泵房远程自动化监控系统的应用［J］.科技信息，2010，2(17)：57.

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中图分类号：C931.9文献标识码： A 文章编号：

引言：

随着经济的发展和科学技术的进步，计算机和自动化技术不但得到很快的发展并且在很多行业中得到了十分广泛的应用。尤其是近些年来，自动化控制技术在煤矿生产中逐渐应用起来，各地矿井在煤矿的开采和生产过程中选用开放、安全的自动化产品，并且构建起了覆盖整个矿井的生产系统和监控系统，提升了矿井的成功开采率以及矿区的安全指数。自动化控制技术的应用完成了煤矿开采所需要的所用功能，并且成功的搭建起了覆盖整个矿井的生产系统和监控网络系统，真正实现了煤矿生产的自动化。特别是我国煤矿通风中自动化技术的应用也得到了不断发展。

1.自动化控制技术的概况

自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一，也是21世纪最重要的高技术之一。今天，技术、生产、军事、管理、生活等各个领域，都离不开自动控制技术。就定义而言，自动控制技术是控制论的技术实现应用，是通过具有一定控制功能的自动控制系统，来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。在经济的不断发展和人类能源的需求下，就要求我们的生产效率不断地提升。在我国支柱产业煤炭产业上，自动化控制系统技术的应用就尤为重要了，他不断能解决我国矿井的成功开采率低的问题，同时也能解决很多矿井中的安全隐患。

2.自动化控制技术的特点

2.1 自动化控制系统采用最先进的Rockwell 的网络三层结构，在信息层应用以太网连接一些信息系统，从而进行信息的收集；在自动化系统以及系统的控制层面，使用的是DH+、RI/O 以及控制网等系统进行控制，更好的完成了 I/O 控制和闭锁以及各个部分之间的报文传送，这样就是在很大程度上保证了控制信息的实时和准确性；在自动化控制系统的设备层面，采用具备 DN 接口的先进设备，这样可以方便安装，在一定程度上降低了成本，并且可以实现对出现的故障进行快速的诊断。

2.2 采用十分先进的客户模型技术，这样可以使得自动化控制系统获得十分良好的性能以及远远优于其他系统的灵活性。客户模型技术最突出的优势就是支持输入数据的多信道广播以及对等通信数据的多信道广播，这样就会使控制数据在相同的时刻传送到操作的每一个程序，同时使的网络资源得到最大限度的利用。此外客户模型技术支持状态切换的报文发送，这样就为矿井的工作提供更加优良的确定性。

2.3 自动化控制系统应用 ControlNet 的先进技术，支持客户模型技术，使得其数据发送具有最大限度的确定性甚至是可重复性，此外自动化控制系统在运行时具有 5Mb/s 的传输速率，结构十分的灵活、方便。

2.4自动化控制系统应用 ND 技术，同时也是支持客户模型技术，这样就会将处在最低层的设备与控制器直接进行相连，有效的降低了成本同时这种方式的应用还十分方便安装，减少系统停机时间。

3.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用

煤矿通风系统中自动化控制技术的应用采用“集中控制，分散检测”的方式，进行若干监控分站的设立，对煤矿各个位置的风压、风量、有毒气体含量、温度等状况作出动态的检测，并将所获取的数据通过通信电缆来传送至煤矿通风主站，实施集中的管理与监视。而待通风主站对监控分站数据进行接收后，便就煤矿风力分布状况作出相应推算，进而明确风量控制的最佳方案。之后，转化方案为控制指令，向监控分站控制系统做出反馈，并依靠变频装置，来控制通风机风量，从而实现煤矿通风的自动化控制。对煤矿通风系统中自动化控制技术的应用进行设计，将其划分为传感器系统、通风系统、中央控制系统三部分来实现系统自控功能。首先是传感器系统设计，信号发生器为首要考虑装置，煤矿通风自动化控制系统需要完成对不同信号的传输与接收，包括指令与监控数据。其次是通风系统设计，这一系统中对于风量的调节可通过两种方法来实现，第一种是通过改变风门或百叶窗角度，来调节与控制风量；第二种则是通过对通风机的电机转速作出改变来完成的，设置变频装置，便可对通风机电机转速作出有效改变。还有就是中央控制系统设计，中央控制系统的任务主要是采集和处理监测站数据，并以实际需要为依据来对通风量作出动态的控制。此外，监控、报警等功能也要依靠中央控制系统来加以负责。

4.PLC技术在煤矿上的应用

PLC技术在煤矿提升机自动化控制系统中的应用。所谓的PLC就是可编程控制器，是一种数字运算操作的电子系统，能够进行逻辑运算、顺序控制以及算数运算等操作，具有适应性强、编程简单、抗干扰强的优点。采用PLC控制变频器，与传统的继电器控制相比，提升机制动更加平稳，操作更加简单，提高了控制精度，降低了生产过程中的故障率。

控制保护PLC功能是控制保护PLC根据外部输入的有关开关量、模拟量、光电编码器脉冲等信号进行逻辑运算、数值运算，完成提升机的启动、运行、停车等整个提升过程的运行控制及保护，他可以实行：行程控制、提升控制及中间闭锁、安全回路控制、井筒信号控制及联锁、过卷监视及控制、速度监视及控制、速度包络线监视及控制、逐点的速度监视及控制、液压站控制和恒减速控制、钢丝绳滑动监视及控制、传动装置监视及控制、闸瓦磨损监视及控制、电源故障监视及控制、控制系统故障监视、报警及控制、故障诊断、记录、过电压保护、过电流保护、错向保护等功能，为了提高PLC 控制保护功能的可靠性，对于关键的故障监测点，应采取多通道、多元件及软件、硬件并用等手段，实现“多重化”的控制保护功能。

PLC技术在煤矿提升机自动化控制系统中的应用。它可以在煤矿实现报警显示、二次不能开车、立即电气制动和立即安全制动的功能。PLC技术的使用，会在工作参数出现异常时，如当冷却器温度过高时，保护系统进行报警显示；当提升机的设备出现异常，有电机绕组过热，提升机不能进行再次的启动；当提升机在工作中，出现故障时，提升机将立即进行制动，停止运行；安全制动是保护系统的最后环节，当提升机或是安全回路本身出现故障时都能准确地实施安全制动。总之，随着数字控制技术的发展和PLC技术水平的提高，PLC技术在提升机控制系统中的应用越来越广泛。数字监控器也逐渐取代了机械式监控器和井筒开关，并作为提升机安全运行的后备保护，在提升机的生产过程中发挥的作用也越来越大。PLC技术在控制系统中的使用大大地提高了提升机的控制性能，也提高了系统自动化水平和安全可靠性，有利于提高系统的运行效率，促进矿井的安全、和谐、健康发展。

5.结束语

自动化控制技术是时代进步、科技发展的产物，在煤矿通风系统中的应用前景十分广阔。在实际的煤矿生产中，往往因煤矿通风系统存在这样那样的问题，而给煤矿抗灾能力和正常生产带来直接的影响。但考虑到煤矿通风系统在煤矿生产系统中的重要地位，保持其最佳的运行状态十分必要，而应用自动化控制技术则能够在一定程度上对煤矿通风系统运行中的各项难度进行解决。而PLC技术的使用，我们可以实现报警显示、二次不能开车、立即电气制动和立即安全制动的功能，进一步加强和完善了煤矿中自动化控制技术，使我国的支柱产业煤炭产业的得到安全稳定的发展。我们只有建立合理、完善的煤矿自动化控制系统，才能为煤矿效益提高与安全生产提供有力保障。

参考文献：

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中图分类号TD744 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）57-0147-02

1 中央泵房自动化控制系统概述

在本文提到的系统1650中央泵房中，共有5台D280－65×5水泵，配用电机功率400kW、电压6kV；联络阀门共15台；水仓分为外仓、内仓；排水管路Ф325钢管3趟；采用真空泵和水射流进行抽真空，且互为备用；日平均涌水量720m3左右。将主排水泵作为井下排水设备，包括水泵、电机、底座、配水阀、真空泵总成、止回阀、闸阀、真空表、压力表、水位计等构造。每台水泵包括1台电机、1个整体底座、3个闸阀、1个止回阀、1套真空泵、真空表和压力表。

在该系统中，主要由PLC支持数据自动采集功能，将PLC模拟量的输入模块，通过传感器功能，连续实行对水仓水位的检测，转换、处理水位变化信号，计算单位时间内不同水段的水位上升情况，进而判断井下涌水量，控制排水泵的启动与停止。利用系统中的水泵轴温、电机电流、电机温度、排水管流量等，以监测电机、水泵的运行状况，发挥监控报警作用，避免水泵及电机损坏。在PLC数字量输入模块中，将各种信号采集到PLC中，并作为处理逻辑的依据与条件，实现对排水泵的控制。

2 煤矿井下中央泵房自动化控制的功能实现

在该系统中，采取矿用一般型的控制柜，配以集中操作台实现对水泵的自动控制，在水泵房设一台控制站。在每台水泵旁设就地控制箱，除了就地实现每套水泵及设备的开停之外，还要实行就地/集控转换。在该系统中，具备现场变成、简单易操作、可扩展输入/输出点数等特点，除了完成单机控制水泵功能之外，还可通过工业以太网传输接口模块与设置在井下中央变电所的网络交换机连接，由井上调度中心监控所有排水泵等被控设备。控制系统应具有较强的抗干扰能力，并具有汉字显示功能，可自动汉字提示故障信号和系统有关信息。

2.1 操作方法

在该系统中，主要分为遥控操作与手动操作两种方式，一般以遥控方式为主。一方面，遥控方式。通过地面控制器的远程设备控制，监控各个设备的运行状态以及运行参数变化等。根据实际液位的高低、上水等状况，再加上峰谷电价的因素影响等，自动启动、停止水泵，实现水泵和阀门之间的联锁启停，检测各个设备的运行状态，如果发生故障则可自动停机并提示报警，实现无人值守功能；另一方面，手动方式。根据水仓中的水位情况，确定需要开启的水泵台数，可由操作人员在触摸屏中手动操作水泵，并作为故障检修的主要方式。

2.2 液位控制

利用液位传感器，实时监控煤矿井下水池液位。在高液位状态下，无论是否峰谷电价时段，都可以根据自动轮换原则，启动水泵。如果液位持续升高，则启动多台水泵；在低液位状态下，可无条件将所有泵停止。在水仓水位的保护装置中，分别设置独立液位计，作为备用，并在水仓壁中设置水位刻度尺，实时监测。

在该系统中，选用超声波液位传感器，它具有高精度、非接触式、非机械型、维护方便、安装容易、标定简单等许多优点。当水位达到水位2时，若处于低计费时段，可以立即启动，若处于高计费段，则暂缓启动。当水位继续上升至水位3时，则不论电网如何，必须启动水泵。若水位继续上升至水位4时，则表明一台水泵的排水量已不足于排除矿井出水，必须启动第二台水泵，两台水泵一齐排水，以矿井的最大排水能力来排除矿井出水。不论投入几台泵，水位必须下降到水位1方可停泵。上述水位1至水位4均由超声液位计将模拟信号送入PLC，由PLC通过软件标定。分时计费亦由PLC通过软件标定。

2.3 通讯功能

在该系统中，配备以太网通讯模块及光纤以太网交换机等设备，可利用光缆记录中央泵房中的水泵机组运行状况、参数、现场视频、故障信息等，并上传至地面控制室，再由地面控制室将信息公布到煤矿局域网中。管理人员经过授权后，可在IE浏览器中登录，又可通过任何一台计算机连接局域网，进入到用户界面，查看相关信息，包括井下排水系统的工作状态、运行数据、现场视频、故障信息等，进而全面掌握现场运行状况。另外，根据不同的授权等级，高级用户还可远程控制，实现无人值守，确保系统的安全、稳定运行。

2.4 水泵设置

每台水泵设置远控、自动、手动和检修四种工作方式，工作方式可直接在本机上设定或由地面主机设定。当水位达到高位或不在高位而处在用电低谷时间内，将自动启动运行泵，当达到低位或不在高位而处在用电高峰时间内时自动停泵。当水位达到上限水位时，自动启动“运行泵”及“备用泵”，直到水位低于高位时停止“备用泵”只运行“运行泵”， 当达到低位或不在高位而处在用电高峰时间内时自动停泵。

2.5 峰谷电价控制

在该系统运行过程中，根据电网负荷以及供电部门的平段、峰段、谷段等时间段控制，在水位不高的状况下，尽量做到“削峰填谷”，合理设定开水泵与停水泵时间，合理应用电网信息，提高煤矿电网的运行质量。如果射流抽真空控制水泵的叶轮完全淹没在水中，那么泵体内就会产生一定的真空度，满足正常排水需要。否则，真空度不足，泵内仍存有空气，那么可能出现各种故障。在该系统中，采取真空泵抽真空的方式，满足系统运行需要。

3 煤矿井下中央泵房自动化控制的工作环节

在煤矿井下的中央泵房自动化控制中，主要分为几大工作环节，具体分析如下：

1）自动注水

只有当叶轮完全淹没在水中，水泵中才能保持一定的真空度，确保正常排水。如果真空度不足，那么泵内就会产生空气，产生转动部件被烧坏或者不上水问题。因此，在设备启动之前，进行自动注水，是水泵工作的基础环节。在本方案中，采取喷射泵或者底阀抽真空，利用高精度的真空传感器，对真空度进行监测，其中流量与电流为真空度监测的后备。

2）闸阀的操作

为了降低设备的启动功率，在操作水泵规程中，要求必须在出水闸阀关闭的状况下使用离心式水泵。在停止运行水泵时，为了减少水锤事故，应将闸阀关闭，逐渐减少流动速度，最终停车。。如果泵中已经充满水，以1号泵为例，具体实施过程为：先启动1号电机，将对应电动阀打开；停止后，现将电动阀关闭，然后停止1号电机的运行。

3）参数的传输

在操作台的模拟屏上可模拟显示水仓水位、水泵流量、水泵压力及电动机、电磁阀和电动阀的各种工作状态。所有的检测参数及工作状态均可由井下PLC通过传输网络传送给地面计算机，由计算机分析处理，在显示器上模拟显示，并做出曲线、报表，以利于地面管理人员作出正确判断，向井下可编程控制器发出控制命令。

4）故障的保护

水泵电机容量大，耗电量高，属一级负荷。因此，对排水设备自动控制系统的安全性、可靠性要求较高。本系统设有以下几种保护形式：（1）流量保护。当水泵启动后或正常运行中，如流量达不到正常值，通过流量保护装置使本台水泵停车，转为启动另一台水泵；（2）电动机故障。PLC监视水泵电机欠压、过流、短路等故障，由高压开关柜的综合保护器提供，并参与控制；（3）电动闸阀故障。由电动机综保监视闸阀电机的主要保护并参与控制。

5）电动机控制

在这一环节中，是综合自动化控制排水系统的重要环节，主要包括接触器、中间继电器和PLC。通过与前面几个环节的配合，结合水位实际情况，决定水泵的开停。为了避免由于长期不使用备用阀而造成电机受潮或者其他故障，在紧急状况下不能发挥效应，甚至不利于矿井安全。因此，电动机控制工作采取“轮换工作”，以便及时发现故障、及时修理，提高矿井安全。该系统根据开启水泵的次数，根据一定顺序开启水泵。如果检查到某台设备存在故障，则该水泵退出轮换程序，其余各泵继续按照轮换工作制运行。

总之，该套中央泵房自动化控制系统，已经逐渐投入使用，运行状态较为稳定，便于操作，既可满足井下排水要求，也提高了煤矿井下的自动化管理水平，实现了良好的经济效益与社会效益，确保煤矿作业安全，具有一定的推广价值。

参考文献

[1]张广龙，史丽萍.矿井中央水泵房综合自动化系统的设计模式[J].煤矿机电，2005(4).

[2]赵孟，朱文军，韩小庆.浅谈矿井排水自动化监控系统的应用[J].山东煤炭科技，2010(5).

[3]吴同性.基于PLC及以太环网平台的井下中央泵房自动化系统设计[J].煤炭技术，2010(5).

[4]宋其成，张建鹏.中央泵房远程自动化控制的研究与应用[J].煤矿现代化，2009(A01).

[5]李剑峰.煤矿水处理设备微机自动化控制系统[J].煤矿机械，2007(12).

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在我国一些煤矿企业都已经建立了自动化的系统，并且一直都在开发和完善，自动化系统可以帮助煤矿企业在生产过程中，能够节省大量费用的支出，这些费用都是线路铺设所花费的支出，可以为煤矿企业带来长远的经济效益，并且能够对矿井安全数据进行汇总和归纳，实现井下作业的自动化和信息化，提高井下作业的安全性等，从而提高了矿井的劳动效率和现代化科学化的管理水平，也确保了煤矿生产过程中的安全生产，笔者首先介绍了自动化系统的发展现状。

1 自动化系统的发展现状

在根据一些调查的数据和结果中我们可以观察到，虽然现在的煤矿大部分都是大型的开采煤矿，一些特殊的煤矿在地质和环境条件上都是相对较为复杂的，每一处煤矿都存在大量的安全隐患，和一些矿井的灾害。自动化系统的引进和开发都需要积极的开展和实施，要在煤矿企业普及一些新的技术，实现自动化系统的控制，如控制主排、主运和洗煤等，与此同时还需要全面的建设一些检测和监控系统，这样才能保证生产持续不间断的运行，才能够保证煤矿企业日益的增长和一些的需求，然而这些自动化系统运作的同时，一些漏洞和问题及弊端也越来越凸显。举个鲜明的例子，煤矿企业在进行自动化建设的初期，都会从自身的实际需要出发来进行自动化建设，在其他方面却忽视了协调建设，导致信息不通畅的现象，没有形成有效的信息共享机制。其自动化建设的可靠性得不到保障，不便于维修和保养。煤炭企业在经营过程中，在调度方面缺乏统一的管理和集中的控制，对井下的具体情况没有做到及时的了解。因此，对整个系统的审计和评估，我们可以这样认为，集中调度和管理，有利于为企业的管理者做出科学合理的决策而提供依据，不仅会使矿井的生产安全得到保障，还可以使企业的管理水平大大的提高，所以，系统的集成是一项必须要完成的重要工作。

2 系统建设目标

上述现象分析得出，现在急需基于现行的系统，建立一个监控中心，这个监控中心具有效率高、稳定和可靠性强的数据传递平台，通过网络通讯平台来实现数据的交换和集合。在一些的系统建立要实现统一，并且掌握实时的工况信息和一些的远程控制，在建立数据中心的基础之上，提高抗事故风险的能力，从而达到资源共享的目的，打造一个全面的信息传输和共享的平台。

3 系统集成

3.1 传输通道集成目标

3.1.1 有利于实现稳定性

网络系统有时由于会出现系统瘫痪和中断现象，为了避免这种现象的发生，要对网络的整体系统资料进行备份，防止格式化，把规避网络故障现象而带来的风险，提高网络的安全性和稳定性。

3.1.2 打造高带宽

由于一些自动化的应用技术得到广泛的应用，复杂的数据所体现的信息对于网络传输来说，改变了以往的单一数据传输的模式，使网络的带宽消耗空前加大，这会严重影响网络自动化系统反应的速度，特别是在业务量井喷式爆发时，系统很可能会趋于瘫痪，因此，高带宽可以避免这一现象的发生，能够从容应对越来越多的业务量而造成的网络带宽消耗现象。

3.1.3 提高可管理性

网络的核心主要就是网络的运行，在实现网络运行的时候，必须要慢慢一些条件和因素，比如，必须要有一个强大的系统和统一的网管系统作为支持。网管系统要应该简单一种直观的统一，不管是操作，还是一些系统上的管理，都要做到统一。

3.1.4 增强扩展性

在未来的发展中和网络建设中，扩展的接口是需要建设的，随着煤矿企业业务的多样化和供求关系的变化，有必要对网络进行升级，这是业务发展的需要，对网络结构的设计和网络产品的构建是主要途径，能够增强扩展性，使网络得到很好的升级。

3.2 软件平台集成目标

提高和安全性。个自动化子系统都采用了相对较为不同的控制技术，数据表达的格式不能够统一，其要求就是要完成新建成的系统能够兼容不同的厂家的数据格式，正确的采集信息，实现系统的无缝连接。同时，安全性的系统能够识别身份认证、授权、加密等等，完善了日志和数据备份功能。

集成的编程和组态。要想实现从设计等一些全过程的组态应用，就要采用统一化的图形和对象的设计，使用户在操作的过程中，使用起来更加的轻松自如，从而降低用户的培训费用。

故障自诊断功能。该软件有着很强大的自诊断功能和报警功能，可以完全判断出故障属于哪个类型，并且能够解释的判断出位置进行图像和语音提示及打印输出，易于管理和维护。

信息共享。整个煤矿的信息资源，都是由自动化信息来实时共享的，通过平台的，可随时的浏览系统状态，实现资源的利用最大化。

4 总结

综上所述，整合煤矿自动化系统是有百利而无一害的，可以节省经常维修而带来的成本提高，有利于企业的可持续发展的经济效益的提高，整个系统内各环节通过互动和资源共享，提高煤矿工作的效率，如煤矿生产部门的调控和信息的共享与整合，实现各个工作环节的信息和网络化，达到科学合理的过程和结果，有利于深化煤矿企业的改革和提高其管理的水准，降低煤矿生产的安全风险，在获得经济效益的同时，提高了社会影响力。

参考文献

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前言

煤炭在我国能源结构中所占的主体地位将仍然持续于未来大半个世纪，但我国90%的煤炭都以井工开采为主，生产隐患多，生产效率低，生产成本高，各种矿井事故（如瓦斯突出与爆炸事故、矿井突水事故、机电事故、顶板事故等）层出不穷，因此，有必要研究新型技术逐渐代替部分人力的作用。随着计算机技术的快速发展，自动化控制技术逐渐被运用到各个行业与领域中，基于现代化管理与安全监测系统的需要，在煤矿行业中安装采用综合自动化控制系统已成必然趋势。自该项技术在煤矿应用一二年以来，显著提高了矿井生产效率与安全系数，因此，大力发展自动化控制技术是新型现代化矿山企业建设与实现安全高产高效的必然途径。以下笔者将从煤矿综合自动化控制系统特点、构成与实现三方面进行详细阐述。

1 煤矿综合自动化控制系统的特点

煤矿综合自动化控制系统作为煤矿自动化总平台，实现了在地面对煤矿井上下诸多设备的可靠控制。

（1）采用光纤组建了煤矿井下工业以太网并形成环网，全矿井下胶带、轨道、供电、排水、通风、矿井提升、选煤等自动控制子系统均以现场总线等形式就近接入工业以太环网，同时，采用OPC及组态软件等技术接入软件平台，形成全矿井自动控制信息传输及处理的总集成平台，基于该平台实现了在地面集控中心对井下胶带、供电、排水、轨道、通风、压风、提升、选煤等设备的远程开停控制和在线监测，井下诸多环节和岗位实现了无人值守，大大减少了井下现场人员，提高了矿井安全水平。

（2）煤矿安全监控、人员定位等监测监控系统在地面接入煤矿自动化平台，实现了矿井自动化信息、安全生产监测信息的集成、共享和Web等功能，实现了对井下所有掘进头、工作面的瓦斯自动检测和超限自动断电、告警，实现了对井下所有重要地点的风速、温度、风门、局扇开停的自动监测，实现了对井下人员分布情况的在线监测和统计。

（3）建立了矿井自动化监控中心，具有大屏幕显示功能，控制功能，数据统计汇总功能，网络功能等，操作员站之间具备相互冗余功能。

（4）建立了矿井工业电视监视系统，将井下和地面各主要地点摄像机的信号传输到地面视频服务器，在集控中心显示和切换图像，为地面远程控制提供了必备的监视手段。

（5）建立了矿井移动通信系统，实现了井下现场与集控中心的清晰通话，为地面远程控制提供了畅通的联络手段。

（6）完成了煤矿综合自动化控制系统与煤矿管理网络安全对接，将煤矿井下现场的自动化信息、安全监测信息、井下视频与管理信息系统联通，通过Web等方式实现了各类信息在全公司的资源共享。

2 煤矿综合自动化控制系统构成与网络架构

2.1 煤矿综合自动化控制系统构成

矿山综合自动化系统以矿用千兆冗余工业以太环网为通讯平台，采用3层网络结构，将数据、视频、音频、通讯一条线路同网传输，基于VLAN、IGMP等工业以太网技术，通过优化资源配置，合理分配各系统的资源和带宽，确保重要数据的实时性和可靠性及各种情况下通信的畅通。通过光纤通信为骨干通信平台，将主井提升子系统、选煤厂控制系统、井下人员定位系统、带式输送机监控系统、井下供电无人值守系统、电力调度子系统等统一集成在一个骨干光纤软件平台上，构成一个统一的煤矿综合自动化信息管理平台。

2.2 煤矿综合自动化控制系统网络架构

煤矿综合自动化控制系统的主干通信网络使用千兆环型工业以太网，使用核心交换机将井上信息管理平台与井下各类自动控制系统互连，骨干网提供工业以太网接口，保证整个系统具有良好的可扩展性，骨干网一旦出现故障，可以迅速自适应恢复通信，保证整个系统的稳定性与可靠性。煤矿综合自动化控制系统的网络系统由井下网络和井上网络2部分构成，网络均为环型拓扑结构，2部分网络使用核心交换机完成互联。全矿骨干网络使用1000M工业以太网构建，为全矿各子系统提供方便灵活的工业以太网接口，地面、井下子系统均可以方便接入。

图1 煤矿综合自动化控制系统结构

煤矿综合自动化控制系统井上部分由核心交换机和以太环网组成，以太网使用千兆带宽，保证系统通信的稳定性与安全性，其他子系统接入附近的交换机，主网络通过地面网关交换机接入调度指挥控制中心网络。井下控制网络通过环形工业千兆太环网，构成井下生产过程控制自动化的统一软件平台。煤矿综合自动化控制系统结构图如1所示。

3 煤矿综合自动化子系统软件功能的实现

煤矿综合自动化控制系统使用统一的平台集成了电力调度子系统、压风机子系统、锅炉房子系统、中央回风井通风机子系统、副井提升子系统、井下带式输送机集中控制系统、考勤、人员定位和无线通讯系统等不同功能子系统。不同的子系统软件的实现主要采用组态软件完成，组态软件根据现场情况进行快速二次开发，真实模拟现场动画效果，有效处理数据。例如煤矿综合自动化控制系统中的井下主排水系统的监控软件需要实现水泵的在线监测和自动化控制。能对水泵的各项运行工况参数在线实时监测、统计和显示，通过智能专家系统使水泵始终处于高效的运行状态，通过故障参数进行分析预警，防止事故，控制操作程序，防止误操作，同时可根据操作员指令或预定控制程序，按要求自动完成水泵的定时启动、定水位启动、自动切换启动、智能经济运行等操作，自动控制分时运行、削峰填谷，即可现场操作控制，也可远程操作控制，实现水泵的高效经济运行和现场无人值守运行。通过组态软件可以快速高效的实现上述功能，利用组态软件设计的井下主排水系统监控界面形象直观，具体界面如图2所示。

图2 井下主排水系统监控界面

4 结语

煤矿综合自动化控制系统在地面远程控制井下设备，实现现场无人值守，不仅减人提效，也是煤矿“无人为安”思想的体现，对煤矿安全生产的发展具有重大意义。通过在煤矿建立综合自动化控制系统，可以实现在煤矿地面控制中心对井下胶带运输、轨道运输、供电、排水、压风、地面选煤设备的开停控制，并减少井下现场作业人员数量，从而可取得较好的经济效益和社会效益。

参考文献：

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中图分类号：TD614 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2013）-12-0217-01

引言

煤矿企业在实际的生产过程中，高安全性能、高效率的煤矿圣生产需要大量的数据资料和模型量的监控设备来完成，例如：计算瓦斯含量，检测实际通风情况，控制矿井水泵的开合等。而基于PCL嵌入型电气自动化监控系统可以适应复杂的工作环境，也能够实现煤矿电气设备的自动化监控。但是在构建煤矿电气自动化系统的过程中，如何优化设计，如何降低煤矿电气自动化控制系统的构建成本，如何提升监控系统的稳定性是煤矿企业目前面临的主要问题。笔者针对煤矿企业电气自动化控制系统中机械设备的优化选型和结构优化进行研究。

1.优化煤矿电气自动化控制系统中机械设备的选型

1.1确定煤矿电气自动化监控系统规模

按照煤矿实际规模和煤矿自动化监控系统规模来决定PLC机械设备的选型。例如：西门子公司生产的PLC产品，假设只需要对瓦斯浓度的检测过程进行控制，可选择SIEMENSS7-200等机械设备。假设需要结合煤矿井的水位变化情况来决定水泵机房的具体工作情况，这主要包括了复杂的逻辑型控制和闭环型控制，这就需要选择SIEMENSS7-300等机械设备；而结合矿井下的瓦斯浓度和其他参数对井下工作人员进行科学化的管理，这会涉及到通信、智能化检测和控制，这需要选择大型的PLC产品。

1.2明确I/O点的种类

按照煤矿电气自动化控制的具体要求和被监控对象的复杂情况，对机械设备的I/O点的种类和数量进行详细的统计，并列出清单；再通过估计系统的监控内容容量来明确需要保留软件和硬件资源的余量，同时需要充分注意不能过度浪费资源。此外，还需要按照煤矿实际供电情况来明确机械设备输出点的具体动作频率，进而判断出输出端口是采用继电器输出或是利用晶体管来完成输出工作。

1.3选择适合的软件编程工具

从目前情况来看，煤矿电气自动化控制系统的软件编程工具包括了手持编程工具、计算机加PLC包、图形编程工具等主要方式。（一）手持编程工具只适用于厂家明文规定的语句表的编程中，这种工具的工作效率较低，只能用在小规模的PLC的编程中。（二）计算机加PLC包属于效率最高的编程方式，但这种编程方式的单价较高，并不适用于操作现场调试。通常情况下在大型或中型煤矿电气自动化控制系统中进行软件编程和硬件组态工作，为进一步提升机械设备的自动化控制效率，要求结合具体情况，选择是适合的软件编程工具。

2.优化煤矿电气自动化控制系统的结构

2.1硬件结构设计的优化

硬件结构作为整个煤矿电子自动化控制系统的核心部件，对整个煤矿电气自动化控制系统的安全、稳定运动起着直接的影响。所以需要对硬件结构设计进行优化。因为使用要求的不同，所使用的硬件也会出现一定的差异，而本文针对所有控制系统需要高度关注的输出电路、输入电路和系统抗干扰部件等进行研究。

（一）针对系统输出电路进行优化。对于系统的输出电路进行优化，需要结合煤矿生产的具体要求，对所有指示标志与调速设备等均需要利用晶体管来完成输出工作，使得它能够负荷高频率的动作，并提升了响应的速度。例如：煤矿水泵机房电气自动化控制系统中的PLC系统输出率假设控制在5次/min以下，能够利用继电器进行输出，这种设计方式可以保证电路的简单化，并能够提高抗干扰能力和带负载能力。但是假设PLC系统输出带电磁线圈在断电时，可能会出现浪涌电流，使得PLC芯片受到损坏。所以为防止这种问题的发生，能够在其他的电路盘并能连接流二极管，使得它能够吸收浪涌电流，并对PLC芯片起到很好的保护。假设PLC系统动作频率控制在6次/min到10次/min之间，也可以利用继电器来完成输出工作，但是通常情况下利用固态型继电器或中间式继电器有效控制水泵房的开合。

（二）针对系统输入电路进行优化。对于系统的输入电路进行优化，重点考虑PLC系统供电电源，通常情况下，是控制在交流90到250V之间，这具备了加强的宽幅适用性能。但是因为矿井下工作环境较为复杂、恶劣，且我国现阶段供电的不稳定，所以为了实现抗干扰目的，保障系统的安全运行，要求在输入电路部件中安装电源净化设备，例如：安装电源滤波器、隔离变压器等。

（三）抗干扰的优化设计。系统的抗干扰设计是所有煤矿电气自动化控制系统需要引起高度关注的问题。而对抗干扰进行优化设计可以从二点出入：其一，利用隔离变压器进行抗干扰优设计。电网中存在高频率干扰主要是由于原副边绕组间的分布式电容耦合形成，因此要求利用超隔离变压器，并把中性点通过电容和地面连接起来。其二，优化布线。利用强点动力线路或是弱电信号线方式分开走线，并保证这之间有一定的间距，从而起到较好的抗干扰效果。

2.2软件结构的优化设计

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在现代化煤矿生产过程中，安全、高效的生产离不开数字化、自动化的控制装置。在计算机相关技术的发展与进步下，基于PLC技术的电气自动化控制系统能适应各种恶劣的工作环境，是实现煤矿高效率、高安全性生产的关键手段。在煤矿电气自动化控制系统设计中，如何对设计进行创新与优化，以最低构建成本，提升系统运行的安全性和可靠性，增强系统使用性能是目前煤矿企业和社会共同关注的问题。本文就煤矿电气自动化控制系统设计的创新与优化进行了研究分析，促使煤矿生产、运输、存放等过程向智能化、自动化、现代化方向发展。

1 单片机电气自动化控制系统在煤矿生产中的应用

随着社会经济不断增长，人们在生产生活中消耗的能源也越来越多，对煤炭资源的依赖程度就越来越高，使得煤矿开采力度逐渐增大，加上工作环境较为恶劣，给煤矿安全生产带来了一定的难度。在煤矿生产中引入电气自动化控制系统，不仅能确保煤矿开采工作顺利进行，还可以节省经济支出，实现煤矿企业最大化经济效益。电气自动化控制系统的核心是单片机，不同生产环境下，单片机的选择原则和方式都应该有所不同。相关技术人员应该根据煤矿开采和生产的实际环境，对其进行全面、深入的勘察与分析，这是确保单片机在煤矿生产设备中正常工作的关键环节。其次应该做好单片机使用过程中防水、防漏电工作。目前在我国大多数煤矿生产中，往往采用PLC单片机，不仅做到很好的防水保护，还可以在出现漏电现象时，自动采取很好的应对措施，确保系统运行的稳定性。同时PLC单片机还具有工作效率高、耗能少、抗干扰强等优点，所以在煤矿生产中得到了广泛的应用。单片机在煤矿生产中主要是对系统设备进行实时保护，通过检测电信号，将其转换为电压信号，并经过内部系统对所检测出的信号进行一定程度的放大，以此转换为可供使用的电压信号，然后传送至CPU，通过计算机将信息显示出来。

2 煤矿电气自动化控制系统设计的创新与优化

2.1 创新设备选型

目前市场上有较多品牌的PLC产品，其品牌不同所使用到的方案也存在明显的差别，对应煤矿电气自动化控制系统的工作性能也不尽相同。详细分析如下：

2.1.1 分析系统规模。在PLC设备选型前，需要对自身系统的规模进行深入分析，尽可能缩小设备选择的范围。若仅仅要求PLC设备实现对瓦斯浓度的检测，可以选择一般微型设备。如果要求水泵机房可以根据变化的水位进行工作方式和状态的更改，这就给PLC设备在逻辑和闭环上控制提出了更高的要求，因此必须选择中等的PLC设备。若想对矿井中生产人员进行实时监测。首先要对井下通信和控制进行监测，中等和微型设备是不能满足其监控要求的，只能选择大型的PLC设备。

2.1.2 I/O点类型的确定。在电气自动化控制系统设计中，应该根据预期监控对象的系统规模确定I/O点的数量，并将其进行类别上的划分，制定出相应的统计清单，以确保软硬件资源余量的充足，最大程度避免资源浪费的现象。对矿井自身供电情况进行分析，以确定输出端输出方式和频率，往往其输出方式是采用晶体管和继电器进行输出的。

2.1.3 选择编程工具。在选择编程工具时，应该根据系统规模确定适合自身的编程工具，确保系统编程能快速高效的完成。针对小规模PLC设备编程，往往选择梯形编程方式，该方式较为简洁，在中型PLC编程中非常实用。对大型PLC设备编程而言，一般使用计算机和PLC软件包进行编程，但是该方式不仅会消耗大量的资金，现场调试也十分不便，一般只针对大型煤矿自动化控制系统编程。

2.2 创新硬件设计

2.2.1 输入电路的创新。由于煤矿生产环境比较恶劣，加上我国供电存在一定的不稳定性，为确保系统运行的安全性和稳定性，需要在输入电路部分加装电源净化元件，采用1：1隔离变压器可以较好的通过双隔离技术，将变压器初级线圈和次级线圈屏蔽层通过初级电气中性点接大地，减小脉冲干扰作用。对PLC输入电源控制在24V直流电源，根据容量对负载进行调节，完善周边电路的防短路操作。如果由于短路或者负载，都会造成PLC芯片受损，造成系统无法正常运行。因此必须对输入电路进行创新，确保系统安全运行。

2.2.2 输出电路的创新。系统输出电路设计创新，需要根据煤矿生产的实际需求，对各种指示标志、调速装置等采用晶体管进行输出，促进其响应速度的提升。在煤矿水泵机房的电气自动化控制系统中，PLC输出频率为6次/min，可以采用继电器输出，其抗干扰能力与带负载能力相对较强。如果PLC输出带电磁线圈或者其他感性负载，为避免产生浪涌电流对PLC芯片造成损坏，可以在电路盘上接续二极管，使其充分吸收浪涌电流，保证PLC芯片。

2.2.3 抗干扰设计创新。煤矿工作环境比较恶劣，给电气自动化控制系统也提出了更高的要求，电磁脉冲对系统芯片的干扰十分容易导致系统失灵，因此必须做好系统抗干扰创新。一是可以采用隔离变压器抗干扰，将中性点经电容接地。二是采用金属壳屏蔽系统产生的电磁，将PLC控制系统置于金属质地的工作柜，将外壳接地，以避免静电、电磁脉冲和空间辐射对系统的干扰。第三将强电动力线路、弱电信号分开走线，并保证一定的间隔，通过双绞线传输模拟信号，能起到较好的抗干扰作用。

2.3 创新软件设计

2.3.1 软件结构创新设计。软件设计主要包括基本程序设计和模块化设计。在煤矿生产中，应该根据煤矿开采的不同程序，对程序进行适时调整，采用模块化设计对后续功能拓展有较好的作用。将煤矿电气自动化控制系统的目标分为多个子任务模块，分别对其进行编写和调试，最终将其组合成为一个完整的程序。模块化程序创新设计，提高了电气自动化控制水平，使其更符合实际的生产状况。

2.3.2 程序设计过程的创新。若想实现程序优化设计，应该根据煤矿电气自动化控制系统的实际需求，按需分配I/O，将整个系统的I/O信号进行集中编制，以提升系统的维护效率。程序中定时器、计数器、继电器需要统一编号，切不可重复同一个编号，进而促进系统运行可靠性的提升。在地址分配完成后，应该详细列出I/O分配情况和内部继电器标志位分配表。

3 总结

在国民经济不断发展下，我国现代煤矿技术加快了发展脚步，在生产过程中使用电气自动化控制技术，大大提升了煤矿生产效率，确保了生产安全。本文主要基于PLC电气自动化控制，对目前电气自动化控制系统存在的问题进行分析，并对系统设计进行创新和优化，这对提升系统的工作效率、实现安全生产、促进煤矿企业健康发展具有深远的意义。在创新过程中，应该根据煤矿生产的实际需求，结合整个电路自身特点和工作环境，确保系统各方面指标符合相关标准与要求，实现现代化、智能化、标准化的煤矿电气自动化控制。

参考文献：

[1]王玉英，王文魁.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究[J].电脑知识与技术，2011，32：8055-8057.

[2]刘久平.如何创新电气自动化控制系统[J].硅谷，2012，03：194+143.

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1煤矿井下电气自动化控制系统的应用

1.1在采煤机中的应用

采煤机是煤矿开采过程中最为关键的机械设备之一，其安全性直接影响着整个采煤工作，因此，一般来说对采煤机工作人员的要求比其他设备高。目前来说，采煤机本身构造较为复杂，再加上其所处工作环境并不理想，一旦出现问题，则会影响到整条生产线。尽管目前高新技术的应用提升了煤矿开采的效率，但也带来了一些前所未有的潜在危险。电气自动化控制系统的引入，不仅可以及时监测采煤机在采煤过程中的状态，还可以解决一些隐患问题，从而消除一系列安全隐患，在保障安全的前提下提高产率[1]。采煤机电气自动化控制系统框图如图1所示。

1.2在矿井提升机中的应用

作为煤矿开采过程中一种关键的设备，矿井提升机一般来说工作环境较为复杂，也极易出现故障。电气自动化控制系统的引入，有效解决了这一大难题，使得矿井提升机的工作效率大大提升，并且极大地减少了耗电量，提升了煤矿企业的经济效益。

1.3在皮带输送机中的应用

皮带输送机在煤矿开采的过程中极为常见，但这种设备存在较大的弊端，即高电压、高功率，因此煤矿开采过程中经常出现因供电不足而导致皮带输送机工作不稳定的情况，严重时则会产生不可逆转的后果。因此，煤矿企业应当合理引入电气自动化控制系统，对电压和功率进行实时监控（见图2），尽可能排除对皮带输送机影响较大的一些因素。只有这样，才能及时发现、解决皮带输送机所出现的问题，有效提升皮带输送机运行的效率。

1.4在流体负荷设备中的应用

煤矿开采作业中所用的流体负荷设备一般包括风机、压机泵等。电气自动化控制系统的引入，使得工作人员对流体负荷设备的操控更加灵活，不仅可以保障设备处于正常工作状态，还可以大大降低煤矿开采过程中的能耗。

1.5在井下环境监控中的应用

以往开采工作中对井下环境的监控一般是工作人员定时使用设备进行人工监控，不能实时监测，很有可能造成一系列的安全事故，例如在第一次与第二次监控的间隔期，瓦斯浓度超标，发生爆炸，这不但给企业造成一定的经济损失，而且难以保障工作人员的安全。假如引入电气自动化控制系统，工作人员就可以进行实时监测，并对超过一定标准的参数进行报警，从而消除安全隐患，保障人员的生命安全。

2煤矿井下电气自动化控制系统的优化

2.1选型的优化

当前来说，电气自动化控制系统根据其应用性能的不同有着许多种类，因此，煤矿企业应当根据具体情况来进行选型。a)应当对煤矿井下系统构造有一定的了解。各个矿井所处的环境是不同的，因此煤矿企业应当根据自身具体环境来选择合适的电气设备型号和自动化系统。比如中国目前主流的西门子PLC（ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器）系统，可根据具体需求分为很多种；再比如在环境较为复杂的矿井中，煤矿企业应当采用一些中型电气自动化控制设备，如SIEMENS-S7-300等。b)应当明确所采用的I/O点的种类。根据煤矿作业过程中设备所要求系统的复杂程度及具体需求，确定I/O点的种类和数量，确定好之后，以此为前提来确定具体的设备情况，再根据数量来确定软件和硬件的数量，避免设备被浪费，从而避免对电气自动化控制系统造成不利影响。c)编程工具的选择。中国煤矿企业当下所使用的编程工具众多，主要有手持型编程、图形编程和软件控制编程等几种类别[2]。这几种类别中手持型编程最为简单，这种编程类别由于其自身的预设程序是有限的，应用范围较窄，而且效率也比较低，通常需要人工控制，只可以满足小型设备的要求。图形编程相对于手持型编程来说更为直观，其采用的是简洁明了的梯形图，所以经常被应用于中型设备中。大型设备的控制程序一般采用的是软件控制编程，这种方式对使用者来说最为高效，但开发投资成本较高，并且软件开发难度较大。

2.2软件的优化

软件是电气自动化控制系统的关键部分，它的优化直接决定了电气自动化控制系统的工作效果。通常，煤矿企业应当根据硬件对软件进行同步优化。a)结构方面的优化。PLC系统的开发一般分为模组开发和程序开发，应当根据实际生产情况对PLC系统进行实时调整，从而选择最优方案。(a)可以根据不同的任务需求将PLC系统划分为多个模块，对每一个模块进行针对性调整，然后再将其叠加形成完整的程序控制；(b)需要结合煤矿生产线的具体运行情况对电气自动化控制系统进行实时调整，从而有效提高煤矿生产效率，使得设备运行稳定。b)对程序开发的过程进行优化。应当把I/O节点的优化放在关键位置，分配节点时应当根据矿井中生产线的具体情况进行合理调整，这样不仅可以集中对单个节点进行控制，还有利于后期设备维护工作的进行[3]。

2.3硬件的优化

硬件方面的优化是煤矿生产中PLC系统优化的核心内容，硬件的结构组成是保障PLC系统安全稳定运行的基础。所以企业应当将电气自动化控制系统的硬件优化放在首位。a)应当对输入电路进行合理优化。一般来说，煤矿企业应该将使用的电气自动化控制系统的输入电压设置为80～240V，以此来扩大电气设备的适用范围，以及保障电气设备可以稳定地运行。此外，煤矿企业还应当对输入装置中的脉冲干扰进行屏蔽，一般通过电源净化等方式来实现。b)应当对输出电路进行合理优化。应当根据煤矿井下生产线的具体情况，对晶体管进行灵活应用，从而对电路进行输出控制，提高其反应灵敏度。例如煤矿井下压力泵机房的PLC系统，若其输出频率在6min/次以上，煤矿企业应当增加继电器来辅助其输出，这样才能有效保护电路系统。再者，如果PLC系统的输出设备敏感度较高，一旦断电，就有可能使得芯片结构损坏。对此，可以增加续流二极管辅助调控，尽可能保护芯片。c)应当对抗干扰设备进行优化。由于煤矿开采所处的环境比较恶劣，煤矿井下电气自动化控制系统应当对外界的干扰具有一定的抵御能力，这也是煤矿企业优化管理的一大重点[4]。

3结语

随着科学技术的飞速发展，电气自动化控制系统在煤矿开采过程中的应用越来越广，大大地提升了煤矿开采的效率，提高了开采质量。但目前采煤作业方面电气自动化控制系统存在一些软硬件等方面的问题还没有得到解决。因此，煤矿企业应当针对当前问题，增加对技术及设备等方面的投入，不断对电气自动化控制系统进行优化改进，从而满足当下煤矿生产的需求，进一步在提升煤矿企业经济效益的前提下保障作业人员的生命安全。

参考文献：

［1］张海将.煤矿井下电气设备自动化控制的应用与优化［J］.电子技术与软件工程，2019(15)：105-106.

［2］李志庆.刍议煤矿井下电气设备自动化控制应用与优化［J］.当代化工研究，2019(4)：79-80.

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随着社会的不断发展，自动化技术的发展前景是很乐观的，很多企业都在想怎样才能将自动化技术运用到生产当中，如果能够实现，那么是有很多优点的，既使工人们省了力气也会收集很多更准确的数据，便于以后对自动化技术的研究，使在这方面有更好的发展，同时也避免了更多的工人们长期处在恶劣工作环境当中，这样也增加了对工人们的安全保障。我国煤矿生产的机械设备已经有了很大发展，尽管和发达国家相比比较落后，另一方面也是由于从事这方面的人员不是很多，环境的不好也给工人带来很多麻烦，同时还危害公人的身体健康，因此在国外吸取了很多的经验，在煤矿中应用了电气自动化技术，很大的提高了效率。本文主要针对煤矿机械自动化设备技术问题进行了研究，从目前来看，自动化设备的技术问题成为未来要发展的目标。

1 煤矿采掘机械的电气自动化

1.1 就最近几年情况来看，很多国家使用的煤矿采掘机械慢慢的向电牵引的方向发展，一些城市也取得了一定的成果。目前，有一些采掘机械已经开始利用电机来驱动它的系统，其中电机主要采用横向的方式安装，容量也越来越大，现在有一些国家的采掘机械总的功率已经达到1000千瓦左右，电机的功率也有120千瓦，另外，使用交流电牵引电机效率很高，也是一种可靠的方法，现在对环境的保护也是不容忽视的，它还有着很大的抵抗污染的能力，接写的维护也是很方便的，所以很多企业都想采用这种方法。

1.2 自动化控制技术的核心技术用另一种方法说就是计算机应用技术，另外还会用一些传感器技术和故障诊断技术。自动化控制技术有效率高、精确度高、可靠性强的三大特点。煤矿的运输工作也慢慢地发展。向多样式的方向靠近，有一些国家已经开始使用双速电机了，而且还想利用计算机技术对其进行监控。

1.3 我国的煤矿机械电器设备自动化控制相对于发达国家而言是比较落后的，而且电牵引目前还没有发展起来，我国目前仍然以液牵引方式为主要方法，现在在我国，虽然也有一些机构试图想要研制国产的电牵引采煤机，但是再投入使用过程中发现还是有很大缺陷的，运作的能力太低而且强度很低，而且运煤量特别少，很多系统正在研制，故障诊断技术也刚开始起步，无论从什么方面看，我国煤矿机械电气设备自动化控制技术的应用都是很落后的，需要进一步的研究和发展。

1.4 液压支架逐渐依靠计算机技术选择使用电压控制以及高压流量的供液系统，就是由于有了这些方面才能使煤矿的生产更加有高的效率。

2 煤矿运输提升

20世纪以来，我国煤矿企业的开采量慢慢增加，对于井下的运输，大多数企业都使用胶带运输的方法，并且在这方面已经取得了成效，随着计算机技术的发展，现在很多技术都需要利用计算机来解决，研究的监控的系统在使用中也取得了很好的效果，尽管有些地方不是很完美，但是还是有一定的提高。随着电气自动化的发展，在采煤方面利用比较先进的技术已经取得了很大的成效，他们开始使用PLC作为中心控制器，工艺有所增加，进一步的完善了提升机安全运行方面的问题。在高科技快速发展的今天，计算机的发展是信息化设计机械设备应用的必要环节。目前，我国的煤矿事业与发达国家相比还是很落后的，因此，国家应该制定一些政策并且给一定的技术支持，慢慢的将我国的煤矿机械电气设备自动化控制技术发展起来，将它运用到实践中，现在，国家对煤矿开采的安全行和信息化建设提出了更高的要求，使信息化设计在煤矿技术中占据的地位变的越来越高。

3 煤矿安全、监控系统

我国的安全系统和制造技术有很多都是从国外引进的，在使用国外技术时我国也在慢慢的研究，已经研究出许多技术，相对于其他国家也有了一定的进步。另外，在我国的煤矿企业中，安全监控系统已经开始使用了。也有很多监控装置，这字儿已经能满足了我国煤矿生产的要求，但是我国还有很多不足之处，传感器的种类很少并且寿命短，工作稳定性很差，但是需要维护的工作量很大，这些都使监控系统缺乏安全性。因此我国还要加大研究。对煤矿机械设备进行信息化设计还能提高工作效率，信息化设计使之有很大的发展，同时也降低了工作时间，提高了经济效益，所以要深刻研究信息化设计，慢慢的使中国在这方面有所发展。煤矿企业本身就是危险的，因此煤矿的安全也是让人们非常重视的，在施工时一定要时刻监控，以免发生意外，因此要在煤矿安全和监测系统上多研究。

4 电气自动化控制系统的应用

目前，网络技术的广泛应用简化了办公平台并且让人容易接受，电气自动化控制系统在网络上的应用并且需要结合设计方法分析一下，这就是目前电气自动化控制系统的应用，综合电气自动化控制的设计，需要有监控设备，实际上，电气自动化控制系统的发展趋势是分散的，它的系统是呈现不断发展的趋势的。

5 结语

科学技术是第一生产力，如果想要促进煤矿产业的安全发展、提高煤矿机械设备电气自动化水平设横重要的，因此只有掌握了煤矿企业发展的核心技术，只有这样才能与科学技术共同发展，使我国的地位慢慢和国际接轨，在这个行业中处于领先地位，现在，煤矿企业的关键是要加快电气自动化技术在煤矿机械设备中的使用，煤矿生产自动化技术在煤矿行业会慢慢的发展，而且占有很重要的部分，因此，本文从四个方面说明了煤矿机械电气设备自动化控制技术的重要性。

【参考文献】

[1]胡轩.论煤矿自动化的未来发展[J].能源与节能，2012（06）.

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煤矿业是我国国民经济的支柱产业，其能否安全、高效的生产直接关系着我国经济的发展。煤矿通风设备在煤矿的安全生产中占有重要的地位，将自动化控制技术应用于其中，再加上人工管理办法，能够有效的提高设备的工作效率，降低设备的维修率和维修成本，延长设备的使用寿命，提高整个通风系统的安全性能，对煤矿的安全生产具有重要的现实意义，并且推动着煤矿通风技术工程事业的发展。

1.自动化控制系统的结构构成

自动化控制系统是由中央控制系统、控制系统和监控系统构成的，煤矿通风自动控制系统的中央控制系统的任务是监控自动化系统传输的信号，然后计算信号的参数得出相应的控制参数，将控制参数作为对系统进行控制的指标。

（1）自动化控制系统中的中央控制系统

自动化控制系统中的中央控制系统是通过计算机进行的，中央控制系统的扩展功能非常强大，具有自动化控制速度快、精度高的特点，能够完成大部分任务，优化控制过程。中央控制系统的作用是利用计算机的扩展功能进行信号的接入和传输，并能够对监控系统传输过来的信息和数据进行处理，通过运算结果对监控系统进行相应的优化和调整，从而改善作业环境。此外，中央系统还负责报警功能。

（2）应用于煤矿通风设备维护中的自动化控制系统

应用于煤矿通风设备维护中的自动化控制系统主要是由通风系统组成的，在实际工作中，通风系统对风量的调节可通过调门或百叶窗的方法来达到调速的目的，从而更好的控制风量；系统中也可以设置变频装置来调节通风设备的转速，调节风量。另外，可设置定时装置，在装置定时器的基础上，加设爆破开关，从而实现定时装置爆破后的自动通风，有效的对矿井下的局部通风设备进行控制。控制系统在中央控制系统的指挥下进行参数的调整，从而改变作业环境。

（3）传感设备

监控系统的最重要的组成设备是传感设备，通过传感器设备使监控系统实现对作业环境中各种信息指标的监测、计算和分析，比如实现通风设备风量、矿井的环境、风压、温度等数据的精确测量，从而更好的对通风设备的通风风量进行控制。应注意的是传感器设备在作业环境中的设置必须合理，只有这样才能保证监测数据的准确性。

2.在煤矿通风设备维护中应用自动化控制技术的必要性

煤矿业是我国的支柱产业，直接关系着我国国民经济的发展，煤矿的安全生产显得异常重要。通风设备为煤矿的安全生产提供了保障，在煤矿的生产中的作用是不可替代的。通风设备主要作用是为矿井下的工作人员提供新鲜的呼吸空气，保证他们的正常呼吸，并稀释矿井下高浓度的有害气体，为工作人员营造一个安全的作业环境，同时，也保障煤矿安全生产工作的正常进行。当通风设备出现问题的时候，极有可能会引起重大的安全事故，造成巨大的人员伤亡和财产损失，所以，做好通风设备维护工作非常重要。自动化控制技术应用于煤矿通风设备的维护中，能够强化设备的安全性和可靠性，并实现对设备的有效监控和管理，提高通风设备的管理水平，大大降低了设备的维护量和维护成本，节约了大量劳动力。纵观当前我国煤矿通风设备的应用现状，在煤矿生产中，大多自动化设备的应用是分散且独立的，这就为维护工作带来了很大的不便，且设备运行的可靠性和准确性较低，难以实现对通风系统的集中监控和管理，也就无法保证通风设备安全、可靠的运行。综上所述，自动化控制系统应用在煤矿通风设备维护中是大势所趋，是必然的。

3.自动化控制技术在煤矿通风设备维护中的应用

自动化控制技术在煤矿通风设备维护中的应用很广泛，主要作用包括检测、监测、分析、查询、自动报警等，对于提高通风设备的运行效率有着重要的作用。由于自动化控制系统是由计算机来完成的，这样就大大节省了劳动力，提高了系统运行的可靠性和安全性，在实际工作过程中，也简化了对通风设备的维护工作和安全管理工作。

3.1 实时监测系统数据

在进行井下工作的时候，通过自动化控制系统能够有效的实现对井下环境的实时监测，采集和展现各种实时数据，比如通风机运行的风量和风压大小、有害气体含量的大小等，从而为值班人员、操作人员和技术人员的实际工作提供参考，使其更好的掌握操作要点。

3.2 绘制趋势曲线

自动化控制系统通过绘制曲线的方式将各种采集到的数据的变化趋势显示出来。绘制的曲线有历史曲线和实时曲线。历史曲线是对一个时间段内的数据参数的统计和汇总，而实时曲线是对当前时段内的数据参数进行展示。通过绘制曲线的方法能够准确的把握通风设备的运行情况以及设备各部位的工作状况，从而做到及时的发现问题，并制定相应的处理策略减小或消除设备隐患。

3.3 进行数据报表的查询和打印

自动化控制系统能够自动生成不同类型的报表，比如有年报表、月报表等，可根据不同的需求，通过不同的报表实现对历史数据和实时数据的查询和打印，大大方便了相关操作人员的工作。

3.4 进行故障的自动报警和分析处理

自动化控制系统能够通过对通风系统实时数据和历史数据的采集设置各项参数，然后通过各项参数的上、下限确定报警条件，这样，通风设备的各项参数超出报警条件的上、下限时，或者通风设备的运行出现异常的时候，系统就会自动发出警报，并自动发出对通风设备进行控制的指令，使值班人员和技术人员做到对故障进行及时的排查，还可通过对历史数据和实时数据的分析、计算和对比，找出最合理的解决措施，从而消除隐患，预防事故的发生。另外，自动化控制系统本身还具有储存报警信息的功能，便于日后的使用，以避免同类的故障发生，为技术人员和操作人员对通风设备进行安全性分析提供了必要的数据。

3.5 能够形成安全机制

自动化控制系统能够设置安全机制，通过安全机制，对相关操作人员进行了权限的分级，这就使得不同操作人员可执行的操作也是不相同的，比如数据分析人员，将其权限设置在只可以读取系统传输和收集的信息数据范围内，没有修改信息或操作控制系统的权限，这种通过对操作人员进行权限分级的机制大大强化了自动化控制系统的可靠性、稳定性和牢固度，能够有效的避免不相干人员的恶意操作和非专业人员的误操作，为煤矿通风设备维护的安全性提供了有力的保障。

4.结语

总之，煤矿通风设备在煤矿的安全生产中占有非常重要的地位，必须使其保持在最佳的运行状态。煤矿通风设备在实际的应用过程中还存在着一系列的问题，而自动化控制技术是社会发展、时代进步的必然产物，其在煤矿通风设备维护中的应用能够对这些问题做出有效的解决，有效的提高了煤矿通风系统的安全性能，对提高设备工作效率，降低维修成本，保证煤矿的安全生产具有重要的作用，由此可见，自动化控制技术在煤矿通风设备维护中的应用前景十分广阔。

参考文献

[1]邬如梁.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用[J].煤炭技术，2013，32（4）：62-63.

[2]高俊祥，高孝亮.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用[J].煤矿安全，2011，58（11）：55-57.

篇11

煤矿井下通风状况关系到矿井的生产全，采用自动调节和控制的技术，加强矿井通风技术，提高安全生产能力，将矿井通风过程中的自动控制和调节的技术加以提升，是当前防止矿井安全事故、达到矿井通风自动化运行的重要技术手段。对于减轻事故发生的危害程度，提高矿井的安全系数，具有关键的作用。从当前常用的矿井通风系统的自动化管理方面进行分析，主要包括检测通风状况和监测环境质量等方面，常见的检测是针对通风系统风量，常用的自动化通风系统包含了通风、信号、传感器系统，主要由中央控制系统符合运行和协调。

1、煤矿通风系统自动化控制

进行煤矿通风系统的自动化安装和运行，主要是为了保持井下空气状况的安全和稳定，通过通风巷道，将井上和井下的空气加以交换，给工人提供较为舒适的工作环境，保持矿井内部的空气的新鲜，将井下的有害气体以及热量、水蒸气等加以排出，得到适合安全生产的矿井工作条件。检测的内容包括瓦斯的含量的监控，系统通风量的及时调整，瓦斯含量如果发生了异常的升高或者涌出，应该警惕是否有安全事故或者隐患存在。目前采用的人工管理的方法，对于监控和调度的自动化程度来说，是不足以维护煤矿安全运行的。自动化控制水平高的煤矿通风系统，能够控制风量计算模型，运用科学合理的通风系统的管理来保证系统运行的安全可靠。

2、自动化控制系统整体设计

2.1自动化系统采用的是集中控制和分散检测的方式，建立了动态检测煤矿的监控分站，对煤矿内部的气体、风压、温度等状况进行检测，由煤矿通风总站将数据加以传输，得到了关于监控分站的各种数据的汇总，然后采用推算的算法，得到了煤矿风量的分布的情况，将风量控制方案，反馈给变频装置等监控分站中的重要位置，达到通风系统的自动化控制的目的。2.2自动系统的原理，是以煤矿通风主站、分站，进行检测和控制，通过风压、风量、气体、温度的传感器将系统的数据加以传输、汇总、分析和运行。自动系统包含了通风系统、中央控制以及传感器系统等内容。传感器系统包含了信号发生器等，将不同的信号加以传输和接受，得到了监控的指令和数据。信号经过传输分为频分制和时分制度，按照计划将各路信号按照频率进行接收和发送。频分制的电路较为简单，故障较少，频率的接收和发送使用载频器进行定型生产，吸纳后通过动力线传递线进行传输，并对元件进行检测。矿井的环境状况等通过风量的控制得到精确的测量，测量到的数据包括了风量、风压和温度以及有毒的气体，巷道中被放置了很多传感器，如风速检测元件可以对风量进行精确的遥测。这些元件包括了恒流式风速仪、恒温风速仪、三杯电涡流式传感器、光耦感应器传感器等。采用热敏元件的温度遥测可归为红外线辐射技术，风压的遥测可以采用差压变送器进行。而红外线吸收可以使用光谱法或者定点位电解法进行CO气体浓度的遥测。2.3通风系统的自动化设置，采用风门和百叶窗的方式加以风量的控制和调节。频率发送器将风门和叶片的状态加以发送，最终传送到地面控制室，根据叶片和风门转动发出的吸纳后，通过改变通风机的转速产生的变频信号，可以得到局部井下通风机的定时控制，另外，在定时器装置的外部安装爆破冲击装置，实现自动通风，采用工作面作业机器运行的方式，引发气体浓度或者空气的温度的变化，最终对工作面的作业机器的元件进行控制，保证其良性运转。2.4中央控制系统采用的是微型计算机作为核心装备的设置方案，这种设置扩展能力较强，接口较大，在自动化控制中能够优化控制过程，精度较高，速度较快，对通风自动化系统的需求是绰绰有余的。中央控制系统包含了报警和监控功能，能够帮助监控站发出指令，处理反馈的监控信息，修改监控获取的数据，执行选定的控制方案，对通风设备的工作进行监视。当异常情况发生的时候，相应的处理程序就会启动并且报警。

3、自动化通风系统控制应用

值班人员根据显示屏上的风量大小、风压数值、有毒气体含量等相关参数进行数据的检测，然后负责将传感器的数据进行曲线绘制，将数据曲线变化加以统计和汇总，得到系统的工作情况，帮助工作人员发现问题或者故障，最后将数据报表进行打印，供使用者查询。进行通风系统的通风机的运行过程中，一旦出现故障，应启动备用风机，通过系统发出的控制指令，将故障风机电源关闭，并实行自检，确认无误后再重新启动。

结语：

通风系统要实现监控的自动化运行，无人值守，突法事件的处理，需要对控制单元采用风量计算算法等，这种设计方案能够实现对通风系统的运行的实时监控，大大提高煤矿工作安全，降低通风系统运营成本，因此应在自动化运行中加以推广。

参考文献：

[1]邬如梁.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用[J].煤炭技术,2013,32(4):62-63,72.

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【分类号】：TD94

1自动化技术的发展

煤矿自动化的发展己有了几十年的历史，从单机（系统）自动化、矿山综合自动化（数字矿山）发展到矿山物联网（智能矿山、智慧矿山、感知矿山）。近些年来，有关煤矿自动化的新名词、新概念层出不穷，除了上面己列出的名词外，还有矿山数字化、矿山信息化（信息化矿山）等，令人眼花缭乱。实际上，自动化技术的发展是有规律的、是循序渐进的，不会受这些人造名词或概念的左右。

2 煤矿地面生产系统自动化技术发展现状

2.1 带式运输集中控制系统

20世纪 80年代以来， 带式运输逐步成为我国高产高效矿井煤炭运输的主要方式， 因而能否实现带式输送机的安全高效运行， 直接影响煤矿生产，局限于当时的技术和装备水平， 我国煤矿带式输送机的控制仍以就地控制为主， 每部输送机都有各自的控制系统， 分散操作， 这种控制方式不仅需要较多的人力， 而且工人劳动环境条件差， 不具备对故障的记录及综合分析等功能， 各种保护信号只能就地显示， 不便于科学管理。

为了保障煤炭安全运输， 降低运输事故， 实现高产高效， 提高煤矿现代化管理程度， 国内科研院所、高校、生产厂家将计算机控制技术、网络技术、工业电视技术、光纤通信技术和电力电子技术等高新技术应用于煤矿带式输送机控制中。目前，国内有多家生产和成套带式运输集中控制系统， 其总的设计思路相似， 具体的技术应用各有特色。在天地王坡煤矿地面生产系统自动化示范工程中， 天地科技股份有限公司高新技术事业部对其多部带式输送机的集中控制系统进行了设计成套， 其设计的主要原则是： 以地面计算机统一控制为主， 井下监控为辅的控制方式， 系统采用分布式计算机控制系统， 控制系统由地面远程集中监控中心、井下和井上若干个控制分站组成， 通过 PROFIBUS总线联网传输信息。地面、井下的图像和数据采用光纤传输。地面控制中心由 2台 IPC工控机、大屏幕、打印机等组成， 2台工控机采用冗余技术互为备用。井下控制由多个控制分站组成， 采用可编程控制器为核心的防爆兼本安型带式输送机自动控制装置。

该系统由于实现了带式输送机的集中控制和监视， 可达到减员增效、大幅减少故障提高开机率；通过工业控制计算机等多种先进的技术手段并辅以工业电视， 提供了完善的监控手段， 操作人员能实时掌握带式输送机的运行工况， 充分保证了煤流运输的连续性和安全可靠运行； 达到了高起点、高技术、高质量、高效益、高效率的目标， 其技术水平先进， 达到了示范性的作用。

2.2选煤厂监控系统

改革开放以来， 我国选煤厂控制系统大致经历了基于单片机的单机自动化控制、基于工控机和过程仪表的集散式控制、基于 PLC 的分布式集中控制 3个阶段。近十年来， 在选煤厂自动化应用领20域， PLC己成为选煤厂自控系统的基本电控装置。20世纪 90年代后期， 随着选煤厂规模的大型化和计算机技术、通信网络技术的高速发展， 选煤厂自动化技术水平也得到很大的提高。

选煤厂属于典型的流程工业系统， 同其他流程工业系统一样， 目前正在由简单控制向先进控制、智能控制， 由单一控制向综合自动化方向即 CIPS方向发展， 选煤厂的集控系统已不是纯粹的生产过程集中控制的概念， 而是更多地担负着数据信息处理功能， 选煤厂自动化已不限于生产过程的控制，而是给系统赋予了生产管理职能， 综合自动化、信息网络化已成为选煤厂控制和管理的发展方向。在天地王坡煤矿地面生产系统自动化示范工程中， 天地科技股份有限公司高新技术事业部设计成套的选煤厂监控系统主要由全厂集中控制系统、工业电视监控系统、生产调度电话系统、工业电视监视系统、计算机信息管理系统组成。全厂总体网络设计为 3层网络结构：（ 1） 上层为公司网络， 作为信息层， 选煤厂计算机信息管理系统定位为全矿井管理信息系统的一个组成部分。（ 2） 中间层是控制层， 由全厂生产集中控制系统和工艺参数闭环控制系统组成， 作为全厂生产集中控制系统和工艺参数闭环控制系统人机界面的监控计算机： 通过百兆以太网上联全厂信息管理系统， 作为信息管理网络的工作站； 通过百兆以太网下联 PLC， 与原煤准备、主洗集控 （含各工艺闭环调节 ）、煤泥水处理、装车站等构成控制层。（ 3） 下层为设备层， 设备层网络采用现场总线连接。选煤厂工业电视系统的控制和通信调度的维护终端均整合在上位机上， 实现集中生产调度。

信息管理系统组成及结构充分体现一种以人为本的先进的管理思想。根据选煤厂生产管理的特殊性， 更加注重与生产的紧密结合， 贯彻 、 管控一体化的思想， 将集控系统采集的数据作为基础，进行综合处理和分析， 从而提高生产和管理效率。系统涉及生产技术管理、调度生产管理、生产计划统计、机电设备管理、物资供应管理、在线监控数据管理等方面。每个子系统处理相应的业务流程并产生表单供网上查询， 还可根据需要生成报表。

3结语

综上所述，在社会文明不断进步的影响下，煤矿电气自动化控制系统得以广泛的应用，这大大地提高了煤矿的安全生产管理能力和生产效率。然而，煤矿电气自动化控制系统具有多样化的实施策略，成本与效率也是不一样的，因此，创新性地设计煤矿电气自动化控制系统，这是减少系统成本支出和提高系统运行效率的必然趋势，此外，还应当避免重复性的设计并加强设计实践。

参考文献：

[1]彭里.电气自动化在我国煤矿的发展现状及未来展望[J].科学之友，2011（17）

[2]宗立军.电气自动化在我国煤矿的发展现状探析[J].城市建设，2012（20）