谈自动化控制技术在煤矿中的应用

摘要： 本文就自动化控制技术在煤矿中的应用进行了分析，并就自动化控制技术概况和矿井生产自动化系统特点进行阐述，为自动化技术的发展提供了广阔的空间，旨在促进我国自动化控制技术的不断发展，为我国支柱产业煤炭产业提供有力的理论支持。

关键词： 自动化控制；煤矿通风；PLC技术

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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[2]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(4)

[3]李学娟,杨凌霄,张志艳.一种新型的煤矿风机转速模糊控制器设计[J].矿山机械,2010(12)