煤矿自动化控制范文1
关键词：自动化控制；煤矿；通风；
一、基于IP协议的控制系统在煤矿通风中的应用
1.1系统主要功能
一是现场手动操控功能，即可以不经过分站控制器，完全通过人工操控系统外部硬件，实现风机的启动、暂停和停止；二是半自动操控功能，即人工现场操控远程系统的主分站，有针对性的选择风机的启动、暂停和停止；三是自控功能，即系统通过现场采集对风机的状态信息实施分站，以决定风机的自动化控制启动、暂停、停止，达到矿井生产的需求；四是“三遥”功能，即遥测和遥信以及遥控功能。遥测功能主要是对现场通风系统风机的风量、风压和瓦斯浓度以及电机的速度、温度、电压、电流和功率等数值进程远程测量，并传递给系统主机，遥信功能则是远程采集风机、风门和电机现场开关的状态量，并传递给系统主机；遥控功能则是负责实施远方系统主机的操控命令；五是数据显示功能，即能对监测到的远方和本地的信号数据实时显示；六是故障记忆功能，即故障自动发生之后自动记录故障发生的相关数据信息；七是自动报警功能，即只要系统监测值超过预设的极限值，不管是在远方还是本地系统都能自动报警；八是冗余功能，即在系统局部出现故障之后，尽可能的维护整个系统安全有效的工作；九是拓展功能，即能在需要增加监控分站时，确保能随时与系统相连接。
1.2煤矿通风系统实现自动化控制的运转
应用这一系统之后的煤矿自动化控制通风系统主要由地面集控中心和工业以太环形网络与监控及信息集成分站三部分构成。主站借助以太网实现系统分站数据的实时交换，自动化控制系统分站则负责接收和执行系统主站的指令。
二、通风变频自动化控制系统在煤矿通风中的应用分析
2.1实现煤矿通风系统变频自动化控制的基本前提和原理
实现煤矿通风系统变频自动化控制，必须基于改造原有设备的前提之下。其原理是：将原控制柜与变频控制柜相并联，借助变频器操控风机，以实现变频与工频双回路操作系统的控制，并采取“一拖二”、“一用一备”的操作系统方式用于操控主通风机，最终实现变频与工频之间的自动切换。该系统主要是运用2台自动化控制的变频器，并分别由一台自动化控制的变频器操控，再将原有的风门控制阀箱撤销，可编程系统控制器由变频自动化控制系统控制柜直接操控，达到煤矿通风的需要。
2.2煤矿通风系统变频自动化控制的改造技术
煤矿通风系统变频自动化控制的改造，首先应将监视并控制分布式集控系统和远程通信系统的接口联网，达到远程监视与控制的目的，并能在微机监控上实现启动和监控主通风机的任意一台电机及运行实况；其次，在改造过程中，应在自动化控制的变频柜上设置能自动和手动的两种风量调控方式，并能在电机风量自动调节的情况下，能根据指定风量，实现自动化控制的调控变频器，并输出变频器运行的频率，实现频率与风量的自动化控制闭环操控；最后，经改造的煤矿通风系统，既要具备过流、过压、电源缺、过载和欠压的声光报警功能，又要实现自动性的保护功能以及频率的显示、运行状态的指示和电源显示的功能，更能在故障发生第一时间自动发出报警信号以及各种参数在各控制系统内得到即时显示的功能。
2.3煤矿通风系统变频自动化控制改造效果
煤矿通风系统的变频自动化控制改造，其效果主要有：一是实现原工频和变频相互闭锁的控制，借助PIE变频控制技术进行全程控制，控制通风机的方式主要有自动、微机和就地控制方式，但大都选用自动化控制的方式运行，这样变频器一旦出现故障就能立即切换至主通风机；二是通风机实现柔性启动，能从0～50Hz就系统电网进行适时、合理的调整，在减少机械之间相互掌机的同时降低电动机的运转温度和噪音，进而延长电动机的使用年限；三是具有较好的节电效果，节电率高达37%，这些节约的电费为企业实现经济效益最大化的同时也保证了煤矿安全高效的生产。
三、煤矿自动化控制的发展方向
3.1煤矿自动化控制实现由过程控制系统到现场信息集成的发展方向
自动化控制技术的高速发展为完成过程控制系统的自动化控制奠定了坚实的基础，高度的现场信息集成是实现过程控制中集控远控的基本要求。以往的过程控制自动化控制系统虽然可以满足现场设备的自动化控制控制的需求，但是却不能够为远程的监控提供充足的现场设备的各类信息，也就是说，传统的过程控制自动化控制系统远程监测现场设备的能力相对较弱。智能化仪表、工业以太网与现场总线等技术的不断发展成为了实现过程控制系统的现场信息高度集成的有力基础。过程控制自动化控制的思路就是以各类设备自动化控制为基础，实现煤矿安全生产的自动化控制、信息化、网络化、数字化、机械化，并且形成远程、本地、移动、固定的立体性数字信息的网络管理系统。
3.2建立基于企业级的中央集控的系统是煤矿自动化控制控制的必然趋势
在矿井一级的自动化控制集中过程控制中心引进高新的矿下采煤操作的过程控制系统，建设高效和先进的自动化控制过程控制系统，使用最新的自动化控制采煤机器和工业以太网等先进技术，并且以建设煤矿集中控制中心为基础，实现了在企业的集控中心来完成对煤矿设备的远程监测、远程控制以及远程管理。在集中控制中心使用统一的、标准的组态软件实施编程，在地面上进行各种设备或系统的现场参数化，并且经过地面的支援中心实施远程诊断，然后下达故障指令以及通知矿井工作人员及时进行处理和维护，实现集中统一企业的各类资源。
3.3未来的企业级远程集中控制中心主要功能
a） 通过快速的通讯输送网和高效的自动管理网，实现了远程在线监测、控制和操作对企业所有煤矿的采煤、挖掘、运送、提升等各类系统的全部生产过程；
b）利用中心集控的软件，监测矿井内部各种设备的运行状况，远程诊断而且对煤矿设备参数进行适宜调整，做出设备的检查、维护等计划，再依据设备或系统的不同故障类型下达不同的维修指令，通知煤矿人员迅速处理现场问题；
c） 在企业的集控中心内建立成企业级数据库，利用煤矿生产执行系统，综合分析生产各环节的数据，优化煤矿生产过程，合理安排关键设备的检修时间。在集控中，实施煤矿生产计划的安排、下达、检测和反馈，达到对各种设备、备件、备品的优化调度和合理配置的目标。
四、结语
总之，将自动化控制技术在煤矿通风中的应用具有十分重要的意义。但也是一份十分系统、复杂的工作。为确实提高煤矿通风系统的自动化控制水平，我们在注重提升专业技能的同时还应坚持节能环保、以人为本的基本原则，确保煤矿安全、有效、高效地运行。
参考文献：
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[3]张昊。 城郊煤矿综采工作面自动化控制监控系统[J]。 煤炭科技，2012，（3）。
煤矿自动化控制范文2
关键词：煤矿提升机；自动化控制；矿产资源开发；计算机控制技术；变频调速技术 文献标识码：A
中图分类号：TD534 文章编号：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.
煤矿矿井提升机是自动化一体的大型机械，如今广泛应用于各类矿产资源的开采，在实际应用中多作为提升开采矿物、升降工作人员以及必备大型器材，是煤矿等矿产资源开采的重要设备。目前在矿产资源开采领域应用最为广泛的便是交直交变频电动机的提升机，随着数字矢量控制技术的技术日渐完善成熟，交流式的提升机逐步取代了传统的直流式调速提升机，成为矿产资源开采领域的主流应用方案。本文将针对矿产资源开发的提升机的自动化控制进行全面介绍与分析。
1 提升机自动化的研究目的与意义
经调查发现，目前我国矿产资源开发所应用的提升机控制系统大多为转子串电阻的调速方案，能源消耗与空间占用都比较大，已经不能很好地适应矿业资源的可持续发展的理念与应用需要，因此研究开发出适应可持续发展的提升机控制系统很有必要。
矿产资源开发提升机自动化控制系统运用可变频的可编程控制起来实现控制，其特点是安全可靠性高，在电机的变频传动模块，可以使用交流变频的数字矢量控制，可以提升效率、保障安全、节约效能，该控制系统技术将是现代化矿采提升机的主要研究方向和目的。
2 矿产资源提升机的分类
矿产开采提升机的组成部分有变频电动机、调速减速器、摩擦轮（卷筒）、传感指示网络、自动控制系统等。按照提升机的工作方式分类可分为缠绕式提升机和摩擦式提升机两大类别，如下图1所示：
图1
2.1 缠绕式提升机
矿产资源开采中缠绕式提升机可依据卷数的不同分双卷筒提升机和单卷筒提升机。双卷筒式的提升机顾名思义是由两钩做提升，有两根钢丝绳组分别固定在两个卷筒上，两个卷筒工作时，一个转筒可以提升容器，另一个则是下降容器；而单卷筒是以单钩作为提升物，一组钢丝绳一段连接转筒，另一端则与提升容器连接，转筒工作时，钢丝绳依靠转筒的方向而控制容器的提升与下放。
根据卷筒的外形也可以将缠绕式提升机分为等直径与变直径两种形状。等直径卷筒缠绕式提升机由于制造结构简单，制造成本相对较低，被广泛应用于实际生产当中。等直径卷筒的提升机也有其弊端，在矿井深处作业的时候，可能会因为钢丝绳组两侧长度承压不一，力矩很难形成平衡，因此等直径的卷筒提升机逐渐被淘汰，如今的实际生产多运用尾绳进行平衡处理。
2.2 摩擦式提升机
多绳式缠绕提升机，在超深井矿采作业中，提升机的钢丝绳组需要承受较大的力矩变化，从而影响钢丝绳组的使用寿命，同时尾绳在超深井中悬垂的长度很大，在井筒中很容易旋转扭曲，对正常安全的作业带来影响，而多绳组的摩擦式提升机很好解决了相应的问题，其安全保障性能高，绳组的直径细小，主动轮的直径小，电机设备轻量化，耗能较少，成本较低，不仅适用于超深井的相关作业，同样可运用与浅立井、斜井提升等领域。
3 提升机的PLC自动化控制
PLC可编程自动化控制系统被广泛用于矿产开发以及各大工业生产领域，其凭借着技术优势以及灵活可靠的控制模式长久引领自动化市场。如今随着时代进步经济增长，现代化生产对设备体系提出了更高更多的功能需求，传统的控制系统往往不能很好地适应现代化的进程，煤矿提升机的自动化控制同样需要集成程度高、自控能力强的系统体系，因此在PLC系统的基础上，需要建立更为完善的基础设施，力图打造综合性强、可靠性高的自控系统。
3.1 PLC自动化提升机程序设计
根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现提升机各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。除此之外，程序通常还应包括以下
内容：
3.1.1 在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，避免提升机在控制系统测试中发生误操作。自动化控制程序的初始化步骤大致有：对提升机控制系统原有的数据区、计数单位进行清零操作，对数据区的重要参数数据进行备份，检测中如有缺失或遗漏需要进行针对性的数据恢复，为提升机的主控电动机、摩擦轮等设备进行现场置位。
3.1.2 针对煤矿提升机的整体系统以及相关主控部位进行检测、故障诊断排修等相关操作流程的设计。
3.1.3 煤矿提升机工作的系统安全保护以及逻辑程序是系统正常运行的重要部分，合理化的逻辑流程一定程度上减少了人员的控制操作，增加系统设备的自动化率，有效避免了由于人员非法操可能引起的系统控制的逻辑混乱。
3.2 自动化控制的模拟调试以及联机调试
PLC自动化控制程序的测试根据现场信号的不同产生方式可以分为软件模拟法以及硬件模拟测试法。
3.2.1 自动化程序检测软件模拟法是基于原有的PLC控制系统编写的一套仿真系统程序，可以形象逼真地模拟出煤矿提升机现场的工作信号，利用这种测试方法简单易行，为调试设计提供了便利，但是对于煤矿现场的实效感控有所欠缺。
3.2.2 硬件模拟测试法是将传感设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟煤矿提升机的现场工作信号，并能够将信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，这种测试方式具有较强的时效性。
4 自动化提升机中的物联网应用
提升机的自动化控制被更高的要求在实际生产当中，随着科学与经济的快速发展，物联网技术也被更多地应用到矿产资源开采当中。带有物联网传感器的提升机能够通过编码器检测感知电机的速度、位置信息以及实时视频，并且同步到主控装置，它通过信号控制器组件，将并行的信号转换为可长距传输的高速串行信号，对速度、位置、安全等信息进行实时管控。物联网的数字矢量变频技术拥有精度高、调速范围广、启动转矩大等特点，完全能够满足提升机的四象限运行要求。同时具有安全回路采用继电器直动安全回路和PLC程序安全回路的多重冗余，有行程和速度多路监控与保护功能，场传感器、接近开关断线、松绳故障侦测与保护。系统自动优化的控制程序，为用户解决的适合现场工况的最优化控制模型。充分考虑了设备安全性能、提升效率、降低损耗、延长使用寿命等各种因素。
5 结语
在未来的煤矿提升机自控系统领域，PLC控制系统仍将发挥着主导作用。随着工业生产的进步以及对系统设备的需求提高，自动化控制系统应用计算机控制技术和变频调速技术，结合物联网传感体统，煤矿提升机控制系统的安全性与可靠性将得到更为有力的保障。可编程控制器（PLC）是矿产资源开采产业应用最为广泛的新兴技术，其拥有人性化的人机交互界面，简洁方便的操作，兼容性灵活性都很强，后期维护简便，目前已经作为提升机控制系统的技术主流。PLC系统拥有提升机专用电子模块组成的提升机控制设备以及自动化控制体系，为制造产业树立了工程性标杆，为提升机的大功率、低能耗、高保障的系统研制奠定了坚实可靠的
基础。
参考文献
[1] 陈春林.浅谈全数字煤矿主井直流提升机的自动化控制技术[J].科技致富向导，2013，（18）.
[2] 曾志伟.对矿山提升机自动化控制趋势的探讨[J].建材与装饰，2012，（24）.
煤矿自动化控制范文3
【关键词】综合自动化控制系统；煤矿企业；系统构成
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：
[1]王健.浅谈煤矿综合自动化的发展及应用[J].科技信息，2011（08）.
煤矿自动化控制范文4
关键词：单片机 电气自动化控制 概述 应用
1 煤矿电气工程自动化生产的概述
1.1 煤矿科学技术发展及先进煤矿电气自动化的特点 最原始的煤矿开采工作以人工作业为主，伴随着经济的发展，科学技术不断更新发展，煤矿科学技术也取得了较高成就。从人工作业到机械作业，再到现今的自动化和信息化，煤矿电气自动化生产取得了惊人的成就。自动化以机械化为基础，促进了信息化的发展，在煤矿科学技术发展中占据着中间枢纽的作用。采煤技术比较先进的国家无论是采煤工作面、掘进工作面还是供电、排水等装置均在微处理器的基础上设置了监控和保护系统，全面提高了煤矿机电设备的安全性和可靠性。
1.2 我国煤矿电气自动化的现状 现代社会逐渐向信息化发展，自动化技术也逐渐向智能化、网络化和多功能化发展。二十世纪初，我国煤矿自动化技术得到全面发展，煤矿开采的各个环节均实现了机电一体化，与西方发达国家相比，我国煤矿电气自动化应用技术仍比较落后，在实际发展过程中还有很多需要改进的地方。
2 单片机的基本原理及选型
2.1 单片机的基本原理 单片机在很多技术系统中得到了广泛应用，该系统在煤矿电气自动化系统中应用的主要目的是监控和保护井下电气设备。主要过程是：收集检测的电信号后，及时将其转化成电压信号，对电压信号进行放大，使其成为0.5V的电压信号，接着将其传送到CPU位置，CPU系统内部的M将电压信号转化成数字信号，接着用电脑将转化后的数据进行处理，最后通过电脑显示屏显示。总线在缓冲驱动器后，对相关的继电器连接操作发出闭锁信号。
2.2 煤矿电气设备中单片机选型 ①PIC单片机特点。单片机的使用依据环境而定，不一样的工作环境需要选择不同类型的单片机，这也是煤矿单片机在煤矿电器自动化控制中成功应用的基础。煤矿电气自动化控制中使用的单片机以PIC系列产品为主，这种单片机具有防水、防漏电的特征，在实际应用过程中还能增强有用功，不需要其他设备辅助负载LED。另外，PIC单片机还具有低能耗的特点，在抗干扰方面具有较强的能力。②PIC单片机在煤矿电气设备中的应用。目前，我国煤矿控制自动化技术取得了飞速发展，煤矿自动化在采矿中的应用范围逐渐扩大。PIC单片机在煤矿电气设备中的应用有效地提高了采矿率，还能实现多项技术的兼容，因此，煤矿企业要大力推广PIC单片机的使用，提高煤矿开采的效益。
3 单片机在煤矿电气自动化控制中的应用
3.1 漏电保护 单片机可以减少煤矿开采过程中的漏电的发生，为了提高煤矿井下施工的安全性，低压漏电保护是关键因素。传统的漏电保护措施以分立元件为主，很难满足现代技术影响下的开采需求。单片机系统的应用有效地解决了传统漏电保护措施难以解决的问题。该系统智能化水平较高、执行检测时间短、检测结果准确性高、系统安全可靠，还能有效控制漏电影响下的停电范围。假如煤矿开采过程中发生漏电事故，互感器会在第一时间将参与电流转化成信号，放大器将电流信号放大传输至单片机端口，单片机对电流信号进行检测后，系统中将手机的电网频率输送到单片机，最后完成漏电检测。单片机系统如下图1所示。
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图1 单片机系统图
3.2 风电闭锁 风电闭锁装置由信号采集处理电路和供电接触器输入端相连接的输出电路共同组成，最大的特点在于信号处理电路由整流电路和比较电路组合而成。风机在煤矿开采过程中的主要作用是供应井下的空气。煤矿生产过程中，为了保证施工人员的人身安全和施工作业的顺利开展，必须对井下的风速和风压进行严格控制，风机在井下开采过程中发挥着至关重要的作用。风力装置中风量越大驱动电机的电流越大，在风电闭锁系统中加入单片机，在间接得到风的流量参数的同时，还能将其转化成大电流的开关信号，从而实现远程传输的目的。另外，与其他调节装置相比经单片机改造后的风电闭锁系统还具有成本低、控制精度高以及系统安全可靠性强的特点。
瓦斯电闭锁是煤矿井下配电技术中的重要组成部分，该技术将电子瓦斯浓度与断路器结合，满足矿井内部的实际需求。单片机在瓦斯电闭锁中发挥着重要的作用，当瓦斯浓度超出井下标准时，系统会自动切断电源，减少因瓦斯浓度过高引发的煤矿事故；当瓦斯浓度过低，影响正常开采作业时，系统将自动转接到送电状态，保证煤矿开采的正常运行。
3.3 变电所运行控制 为了保障煤矿生产的顺利进行，必须提高变电所的可靠性。伴随着经济的发展，国家越来越注重资源的节约发展，国家出台措施对部分企业的用电额进行了严格限制。煤矿企业属于用电大户，为了减少实际工作中的用电量，可以在变电所中加入单片机，单片机自带智能电度表，可以随时对用电额进行控制，一旦出现用电超额的想象，该系统会自动发出报警信号，可以有效减少煤矿企业用电费用支出。
3.4 井下安全监控系统 传统的煤矿开采技术以手持直读式就地检测装置对井下环境进行监控，这种装置很难对井下瓦斯浓度进行有效监控，给煤矿生产带来安全隐患。利用单片机控制的井下监控系统一改传统监控系统的弊端，可以对监控到测量间隔时间段内的变化进行监控，具有反应灵敏、安全性高以及预测隐患的特点。利用这种技术可以对井下安全环境进行准确监控，在提高井下环境的安全性的同时，促进企业的发展，例如，该技术能够对井下瓦斯情况进行检测，一旦发现问题会及时发出警报，减少风险带来的危害，从而提高井下环境的安全性。
3.5 提升机技术改造 传统煤矿生产过程中使用的提升机很难满足负载变动大的情况下的工作要求，以单片机为核心进行改造的提升机系统可以有效缓解上述问题，该系统具有操作简单、灵活性高、启动平稳等特点，对于较大的负载变动可以进行有效处理，还能根据测量所得的电流预算每一钩的实际负载量。
3.6 滚筒采煤机的自动调高系统 为了满足煤层分布不均匀、厚度不一致的需要，采煤机在作业过程中必须不断地调正开采高度完成开采作业，传统的采煤机灵活性较差，很难满足以上要求。利用单片机改造后的滚动采煤机自动调高破系统有效解决了上述问题，根据测出的定子电流值可以将负荷情况及时反馈到显示屏。遇到比较硬的岩石，采煤机的负荷会明显增加，电动机定子电流因此增加，当电流超过预期值后，单片机空竹系统会自动调节采煤机的高度。调高控制系统如下图2所示。
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图2 调高控制系统
4 结束语
综上所述，传统的接触器、继电器控制系统在煤矿生产中运行范围较广，具有设备简单、操作容易、价格便宜以及便于维修等特点，但是，这些设备在实际工作中仍存在较多问题，如寿命周期短、可靠性差以及灵活性差等。为了满足现代市场的发展需求，单片机应运而生，在煤矿生产中发挥着不可代替的作用，并且引导煤矿企业进行了一次彻头彻尾地变革。单片机在煤矿电气自动化控制中的应用不仅缓解了我国煤炭资源供不应求的现状，还促进了煤矿生产系统自动化、系统化以及自动化的发展，是满足现代社会发展需求的基础保障。
参考文献：
[1]卜桂鑫.试论单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用[J].电子制作，2013.
煤矿自动化控制范文5
关键词：自动化控制；煤矿；皮带传输
1煤矿井下皮带运输自动化控制的必要性
目前，我国煤炭行业正处于发展瓶颈期，很多煤炭企业面临着巨大的生存压力，前景不容乐观。若要让传统煤炭工业保持充足的动力，就必须采用高新技术对传统生产模式进行改造，以此来提升生产效率、质量，并降低整体运营成本，从而提升利润空间，创造新的发展出路。皮带传输装置是煤矿生产过程中不可缺少的设备之一。传统皮带运输设备传动效率较低，启动时电流较大，存在功率不平衡、无环流损失大等问题，并且设备容易老化[1]。这不仅会增加煤矿企业运营成本，还可能受设备老化影响导致安全事故出现。显然传统井下皮带传输设备已经无法满足当前煤矿企业发展的需求。采取自动化控制技术对井下皮带运输设备进行改造，能够实现皮带运输设备智能化、动态化控制，从而提升煤矿开采作业效率及安全性，有利于提升整体效能。
2煤矿井下皮带运输自动化控制特点分析
煤矿井下皮带运输自动化控制系统主要是利用电力电子技术对设备相关参数进行控制，进而实现动态化调节。自动控制系统可通过分布在传送带上的载荷传感器对负荷信号进行采集，并将其传递至中枢系统进行分析，然后再将动作指令向调速电机传递，以此来控制皮带运行速度。这种控制方式能够动态性地匹配实际负载，可有效降低能耗，并延长传动部件使用寿命，能够大幅度提升设备运行的稳定性与安全性。煤矿井下皮带运输自动化控制系统主要由计算机及多种传感器构成，计算机可以是单片机、PLC控制器或嵌入式计算机[2]。利用传感器可对皮带运输设备相关参数进行连续监控，再通过计算机调控，可实现对设备的保护，相关显示控件能够将实际参数状态反映给使用者。同时，系统具备了网络通信功能。计算机具备了通信端口或通信模块，可与其他设备相连，可实现信息远程传输、分享，由此来实现远程控制。各类传感器可准确捕捉设备信号，包括皮带传输速度、荷载等，并为中央处理器提供对应的数据流，以此来精确控制电机运行动作。
3PLC自动化控制系统在煤矿井下皮带运输中的应用
PLC自动化控制系统是煤矿井下皮带运输当中最为常见的自动化控制系统类型之一，其主要作用在于保护及控制，具体如下：
3.1保护运输过程
利用PLC自动化控制系统能对皮带运输设备进行有效保护。通常情况下，长距离皮带运输受井下环境因素影响，可能会出现部分故障。PLC自动化控制系统当中除了会设置传感器外，还会设置一定量的保护开关。采取故障地址识别技术，便能够对保护开关动作如闭锁、跑偏等进行识别，相关信息会被反馈至控制中心，控制中心会根据故障信息数据做出及时处理。皮带运输过程中，温度问题也是较为常见的问题之一。运输机长时间运载负荷，会产生较大的热量，电机温度会逐渐升高。如果电机温度超过某临界值，会影响到传输系统正常工作状态。在PLC系统当中，电机内部会被置入一个热电阻装置。借助该热电阻装置电流信号能够被转变为温度信号，即可实现温度监控。当电机出现局部温度过高时，控制中心会立即自动停车，避免电机因持续高温工作而受损。此外，PLC系统当中置入了若干电流变速器，能够反映出电机电流信号。若实际电流超出额定电流，控制中心获得对应的信息后会及时停车，对电机进行保护[3]。
3.2控制运输过程
PLC自动化控制系统对煤矿井下皮带运输的控制主要包括手动控制及自动控制。当煤矿井下皮带运输设备处于正常运行状态时，相关工作人员仅需手动启动电控开关，PLC自动化控制系统便能够按照预设程序来操控皮带运输设备，由控制中心进行全局控制，即可实现自动化操控。如果皮带运输设备运行过程中出现问题或故障，传感器会将相应的信息传递至PLC控制系统，控制器对相关信息进行分析后，会发出反馈指令，停止设备运行。相关故障信息也将传递至控制中心。当设备故障排除后，控制器会对设备重新发出运转指令，由此可避免设备在故障状态下运行，能够有效防范安全事故。
4结语
自动化控制技术的不断成熟为煤矿井下皮带运输及生产作业提供了有力的技术支持。传感器的大量应用取代了人工监测，借助各类传感器能够对皮带传输系统工况做出更为准确的判断，有利于提升整体生产效率。同时，也能够减少设备维护、检修人员数量，可有效降低人力资源成本。未来煤矿井下皮带运输系统数据将呈现多接口的发展趋势，传感器将具备更高的精度与灵敏度，可保证数据的全面性与准确性，自动化控制系统性能将得到大幅度提升，从而为井下生产作业创造一个安全、稳定的环境。
参考文献：
[1]冯志强.煤矿井下自动化控制在皮带运输中应用探究[J].中国高新技术企业,2013（12）:130-131.
[2]马元青,陈丕军.浅谈煤矿井下皮带运输中PLC的应用[J].机械管理开发,2015（09）:86-87.
煤矿自动化控制范文6
[关键词]煤矿 综采自动化 液压支架 电液控制
中图分类号：TM02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0003-02
一、电控系统
阳泉二矿71506工作面的液压支架使用的是天玛公司生产的PM32系统，每个支架装备一台支架控制器，控制器之间按顺序互联成网，形成完善的系统。
根据供电关系把支架控制器分成组，一个控制器组是由相邻的几个控制器组成，一路独立的直流电源为它们供电。间隔在组与组之中的一个隔离耦合器是分组的标志，它的作用是既可以隔断组与组之间的电气联接，而且可以通过光电耦合沟通传输数据通信信号，这是为达到本质安全性能所采取的方法。为电源引入提供通道的是隔离耦合器。
用干线电缆把所有支架控制器联系在一起形成网络。从第一架支架控制器开始顺序的开始编号，这样每个支架控制器都有一个独特的编号。干线电缆有4根线，其中3根是公共的通用线：1号线是总电源线，电压为12V。2号线是线路间的总信息通讯线，，也叫bus总线。3号线是用来相邻支架间的信息传递，4号线是接地线，电压是0V。
“成组”即一次控制的对象不仅是单架，而是相邻的多架构成的动作组。“自动”即只需人工给出命令起动，以后就无须人工干预地自动进行。成组自动控制的动作可以是某个单一动作，也可以是自动顺序的联合动作。
支架的任意一个支架都可以作为发令架，发令架周围的一个或一些都可以变成组，这就是一组支架，操作员可以在发令架上操作控制这一组液压支架，可以控制他们按照先后顺序移动液压支架，可以先从发令架开始到最远端的液压支架，也可以控制他们从这一组的任意一个液压支架开始，然后按照先后顺序到指定的液压支架停止。而且移动的方向操作员可以选定。
支架可以设成成组自动降―移―升（组内支架依次移架），成组自动推溜（组内支架依次延时推溜或同时推溜），成组自动伸护帮板（组内支架依次延时或同时伸护帮板），成组自动收护帮板（组内支架依次延时或同时收护帮板）、成组自动伸伸缩梁（组内支架依次延时或同时伸伸缩梁），成组自动收伸缩梁（组内支架依次延时或同时收伸缩梁），成组自动喷雾（组内架前自动辅助采煤机喷雾）等功能。虽然每一支架控制单元具有这些基础功能，但孤立使用并无多大意义。互联后实现了单架/成组自动控制、远方控制、全部紧急暂停、状态和故障信息显示等主要功能。SAC系统为控制器互联配置了必须的硬件（连接器、通信接口、隔离耦合器等）及数据通信和控制功能所需的相应软件。在每架成套配备控制器、人机交互界面、传感器、阀组等部件的基础上，控制器互联成网并运行于软件平台上，这就形成了SAC系统实用化的基本应用层次，具备的功能已能满足综采工作面支架控制的基本要求。在工作面端头，控制器链路的终端还可再联接一个特殊的控制器（运行不同软件），称为网络变换器，可为工作面控制器系统提供更丰富完善的服务。SAC系统配置如图1，SCA系统操作界面如图2。电液控制系统如图3。
二、单架电控系统组成
单架电控系统以一台支架控制器为核心，它是由一组电液阀和一些传感器组成的，红外传感器和行程传感器分别用来测采煤机和千斤顶的位置和行程。电液阀组是由一些控制单元组成的。一个控制单元由一个液动换向阀和一个电磁阀组成。电磁阀可以控制变换方向。如图4
控制单元集成在一起就是控制阀。一个控制单元包括主控的液动换向阀和对应的电磁阀，电磁先导阀是通过电磁线圈通电产生的电磁感应力作为动力，每个控制单元有两个电磁线圈，可以控制推拉两个动作。
这种控制的对象依然是单台支架，操作者依然要先选定本架或左邻架或右邻架为被控支架。
降柱―移架―升柱是支架的三个主动作，SAC控制器的程序将这三个主动作或包括与之关联的其他动作（如侧护板、护帮板、伸缩梁等）组合连贯起来合成为一系列动作，按程序自动执行。
每个动作可以设置参数来表达。这些参数可以是特征开关项，也可以是物理量的数值项。动作过程就以特征量、时间、传感器的实时检测量值为变化依据，按既定程序自动进行。用户可以根据本矿本工作面本支架的特点、作业规程及实践经验提出自动联动的最佳过程的要求，SAC系统均可通过调整程序和参数予以实现。
三、电液控制系统的主要功能
在工作面网络平台的支持下，通过三机集控主机，实现电牵引采煤机、电液支架主控制器、工作面输送装备的集中控制。工作面机电装备的集中控制采用本地优先策略，通过子系统之间的故障闭锁信号实现安全可靠的集控功能，并在此基础上实现以电牵引采煤机自动截割为驱动的三机联动控制。
电液控子系统的运行模式分为自主模式和集控模式两种。在自主模式下，电液控子系统的控制主机负责整个工作面支架的控制和监控工作，并通过子系统的集成接口与三机集控系统主机通讯，上传全部支架工况数据。在集控模式下，电液控子系统的主机除了上传全部支架的工况数据之外，能够接收来自三机集控主机的控制请求命令。考虑到电液控系统的相对独立性，三机集控主机对支架动作的时序不进行控制。 为了提高三机协同控制的能力，在集控模式下，电液控子系统的控制主机在执行完集控命令后，要上传支架实际执行命令的动作序列，动作序列中包括指令编号，指令名称，三机主机时间，支架接收时间，每个分解动作的启动时间、完成时间和执行状态，命令未执行的原因编码。当电液控子系统的监控主机监测到支架电液控故障需要人工操作时，能够及时传输给三机集控主机，有效保证采煤机自动控制系统在故障区段及时退出自动截割模式，避免割顶板事故的发生。
四、液压支架数据采集技术
采煤机发射红外线发射信号，而液压支架通过红外线接收器来接受并确定采煤机位置，再根据支架控制器程序，确定那部分支架移架、推溜、收打护帮板；通过推移油缸位移传感器采集液压支架推移油缸的行程。
五、液压支架总体监控功能
电液控子系统集成接口的信息交换支持以下功能：
1、实现对工作面液压支架信息的采集、显示、存储；实现对动作支架运行状态的实时监控。
2、通过支架电液控子系统的主控计算机和编程器实现支架控制器程序和控制参数的修改，并能上传、下载。
3、 实现液压支架控制系统故障采集、显示数据和报警。快速交换三机集成子系统的故障闭锁信号及紧急停车请求信号。
4、实现采煤机与电液控支架控制器之间的冗余通讯。在采煤机和支架控制器之间通过红外发射/红外接收装置实现采煤机位置和运行方向等信息的传输，并以此信号作为电液控支架跟机自动操作的驱动信号。在三机集控主机和支架电液控主机之间通过工业以太网连接，实时交互电液控支架的状态信息、历史信息、操控信息和历史数据，并将电牵引采煤机的位置、速度、方向、工况等运行数据，输送装备（刮板输送机、转载机、破碎机、皮带机、乳化液泵站和配电开关等）的状态、电流、负载信息实时传输给支架电液控主机。综采工作面集成供液系统如图5。
参考文献
[1]韩可琦，王玉浚.中国能源消费的发展趋势与前景展望，中国矿业大学学报[J].2004，33（1）：1-5.
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