煤矿企业中电气自动化控制系统的应用研究--p

3.0 闻远设计 2023-04-28 55 4 17.29KB 2 页 2光币

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煤矿企业中电气自动化控制系统的应用研究

随着社会经济的快速发展，现代化的煤矿生产一直追求着更高的效率与安全性，这就需要大量

的数字化数据与相应的控制装置。例如：矿井水泵的开合控制、针对通风状态的测量以及针对

瓦斯含量的检测等。由于以 PLC 为基础的嵌入式系统可良好地适应多种严酷的作业条件要求，

当前该技术已经成为电气控制系统实现自动化运行的重要方法，具有显着的高效性与便捷性。

为了减少煤矿电气自动化控制系统的建设成本，加强控制系统的稳定性及实现更多功能，在建

设煤矿电气自动化控制系统时，如何科学地进行优化设计应当是一个十分重要的问题。

　 1　煤矿电气自动化控制系统中的设备选型的优化。

目前市场中的 PLC 产品的种类与数量都非常多，按厂商进行分类，有西门子、欧姆龙、LG 及

三菱、研华、富士、松下、研祥、通用电气、合力时等等。设备品牌、型号的差别对系统优化

设计方案的制定具有直接影响。因此，在实际工作中进行设备选型时应从以下几方面进行考

虑：

1.1 以系统规模为依据选择设备。控制系统自身的规模直接受煤矿生产实际情况的影响，进而

决定了系统设计的规模及优化过程中所选择的 PLC 设备。以西门子设备为例，若仅仅需要针对

瓦斯含量进行检测与控制，可选择西门子 S7-100 等小型 PLC.当系统控制内容需要对矿井水位

情况进行监测，并将其作为水泵机房运行依据，应选择中等规模且具有闭环控制、复杂逻辑控

制的 PLC 系统，所以应当选择西门子 S7-300 等PLC.当控制系统需要实现对井下作业人员的工

作及安全、瓦斯浓度等指标进行监控，就应当选择则具备数据通信、智能检测以及控制的大型

PLC 系统，此时可选择西门子 S7-400 型号。

1.2 I/O 点设置数量及选择类型的确定。以控制系统运行过程中所要实现的具体功能及控制对象

的实际情况为依据，对设备的输入、输出点的设置数量及类型进行选择。对系统软、硬件余量

进行确定时应以系统控制的总体容量为依据，确保容量充分利用且坚持节约原则。此外，控制

系统中电气设备类型的选择及其输出功率、频率的确定应以煤矿作业中供电实际需求为参考，

输出端包括继电器、晶体管以及品闸管等。

1.3 合理、科学编程工具的确定。当前应用范围较广的控制系统中，通常以手持编程器、PLC

软件包以及图形编程器作为主要的编程工具。其中手持编程器较多针对于微型、小规模的 PLC

编程，且运行效率有限；利用图形编程器进行编程时通常采取梯形图，主要用于中型 PLC 编

程。计算机加 PLC 软件包编程一般用于大型 PLC 系统编程，其效率最高。然而这种方式的成

本较高，且不利于现场调试。因此，为了加强煤矿电气自动化控制系统的运行效率，应以控制

系统实际情况为导向合理、科学地选择编程工具。

　　 2　煤矿电气自动化控制系统中整体构架的优化。

2.1 硬件方面。

2.1.1 输入电路的优化设计。在针对输入电路进行设计优化时，虽然 PLC 的供电电源通常具有

宽幅适用性，处于AC85V~240V.然而，由于井下作业环境及条件较为艰苦且会对电气供电系

统的可靠性、稳定性造成不利影响。通过将电源净化元件（电源滤波器、隔离变压器等）设置

在输入电路中可以发挥抗干扰的作用，且对保障控制系统的整体稳定性、可靠性及安全性具有

很大作用。利用具有双隔离技术的隔离变压器，可以实现利用初级电气中性点让电路变压器初

级、次级线圈屏蔽层接地，进而实现降低电流脉冲干扰的目的。此外，以 DC 24V 作为 PLC 的

输入电源并按照其容量调整负载，并进行全面的防短路操作。这样有助于加强煤矿整体的电气

自动化控制系统的稳定性。

2.1.2 输出电路的优化设计。在针对输出电路进行设计优化时，应当按照煤矿生产的具体要求需

求，针对各类调速装置等电路进行优化。由于晶体管具有高频高效的优势，能够有效加快响应

速度，因此，应将其作为主要考虑对象。如，电气系统在对水泵机房进行控制时，要求 PLC 系

统应达到>6 次/分钟的输出效率，因此继电器更加适合，不仅可保证简化电路，同时也具备较

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摘要：

煤矿企业中电气自动化控制系统的应用研究随着社会经济的快速发展，现代化的煤矿生产一直追求着更高的效率与安全性，这就需要大量的数字化数据与相应的控制装置。例如：矿井水泵的开合控制、针对通风状态的测量以及针对瓦斯含量的检测等。由于以PLC为基础的嵌入式系统可良好地适应多种严酷的作业条件要求，当前该技术已经成为电气控制系统实现自动化运行的重要方法，具有显着的高效性与便捷性。为了减少煤矿电气自动化控制系统的建设成本，加强控制系统的稳定性及实现更多功能，在建设煤矿电气自动化控制系统时，如何科学地进行优化设计应当是一个十分重要的问题。　1　煤矿电气自动化控制系统中的设备选型的优化。目前市场中的PLC产品的种...

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