煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用探讨
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摘 要：随着现代煤矿生产技术日益进步，电气自动化控制系统引入其中，它不仅能有效提升煤矿生产效率及其管理能力，也可以减少煤矿开采成本。文中以煤矿电气自动化控制系统为依据，全面介绍系统软件、硬件模块创新设计情况，以期为煤矿生产提供一定指导。
关键词：煤矿;电气自动化控制系统;硬件模块;软件模块
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.047
1 引言
PLC技术在电气自动化控制系统的应用，可以将复杂的操作简单化，不仅可以有效提高电气自动化控制系统运作的可靠性和稳定性，也能提高工作效率，降低生产成本，提高煤矿企业的经济效益。而针对煤矿生产设计电气自动化控制系统，能有效克服煤矿井下生产环境恶劣这一困境，确保在多种工作状况下电气设备稳定运行，防止电磁等环境因素对电气系统带来的干扰，提升煤矿生产效率。
2 煤矿电气自动化控制系统硬件设计
2.1 设计输入电路
由于电气设备应用环境相对恶劣，因此，煤矿中电气自动化控制系统与之对应的供电线路需要安装具有净化电源功能的设备。在当前技术条件下，常使用的电源净化设备包含：隔离变压器、滤波器这两种，这两种电源净化设备在具体使用中要确保电源输入电压恒定为24V，且均为直流电。在调整自身负载时，电源容量也是重点关注的因素。
2.2 抗干扰设计
在煤矿实际生产中，工作面多数不利因素均会影响整个电气自动化控制系统正常的运行。对系统展开抗干扰设计，成为有效解决这个问题最基本的方式。使用以下方式提升系统的抗干扰能力，一方面，借助电磁屏蔽效应，把工作面内的静电、电磁等干扰信号依托金属壳屏蔽，有效降低电气设备产生的干扰。另一方面，使用专业的屏蔽设备，如今，煤矿企业主要使用隔离变压器，依托中性点经电容接地提升所设计系统的抗干扰能力。
2.3 设计输出电路
对输出电路展开创新设计时，需要综合考虑煤炭实际生产中的基本需要，针对各项指标及其调速装置，使用晶体管展开输出调节，提升系统运行速度。对煤矿系统的水泵机房而言，在电气自动化控制系统中，PLC输出频率设定为6次/min，输出操作时选取继电器输出，如此一来，能有效增强系统抗干扰及其负载能力。
3 系统软件模块设计
软件作为整个系统得以运行不可缺少的一部分，从某种意义上分析，软件优化设计直接影响整个系统的运行效率。软件优化设计应该与硬件同步展开，其主要任务在于依据煤矿电气自动化控制的基本流程，把软件设计转化成为梯形图，这也是其在煤矿电气自动化控制系统应用中最重要的问题。具体表现在下列方面：
3.1 优化设计软件结构
从软件设计视角分析，包含基本程序及其模块化设计两种结构形式。煤矿实际生产中，一套程序通常需要依据煤矿开采程度不同，实施恰当的调整。基于此，开展模块化设计，有助于后续相应功能的拓展。此时，必须把煤矿电气自动化控制系统控制目标划分为多个包含明确子任务的模块，随之，依次对其展开编写和调试处理，最终将其组合为完成的程序。模块化展开结构设计，促使煤矿电气自动化控制系统可以更便捷的开展调整，促使其满足实际生产情况。
3.2 优化设计程序过程
想要完成程序優化设计，其重点内容在于优化I/O分配，依据煤矿电气自动化控制系统具体要求，I/O按照需求进行分类，尽量把整个系统I/O信号实施集中编制，有效提高系统维护效率。与此同时，对系统计数器及定时器也要展开统一的编号，不可重复采用同一个编号，确保其可以提升系统运行可靠性。此外，程序内包含多数内部继电器或中间标志位，也必须进行统一编号，并完成分配处理。当地址分配完成以后，需要列出I/P分配表及其内部继电器。
3.3 软件设计
软件结构。在煤矿电气自动化控制系统中，基本程序设计与模块化设计是软件设计的重要组成部分，根据煤矿工作的实际生产状况，将其划分为多个子任务，并对其给予编写与调试，最后整合起来，并对程序结构完成适时的调整，以便软件结构程序能够适应不同的实际生产状况。
4 结论
总之，在信息技术迅速发展的今天，煤矿电气自动化系统应用频率更高，其对促进煤矿安全生产、管理发挥着重要的作用。基于此，本文以电气自动化系统为研究视角，详细介绍系统硬件、软件模块设计情况，包含输入电路、抗干扰等设计，以期为类似研究提供一定参考。
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作者简介：郭宏伟（1970-），男，山东荣成人，本科，工程师，研究方向：电气自动化，从事煤矿机电方面的技术与管理工作。
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