試論煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

張海瑞

摘要：伴隨社會的進(jìn)步，煤礦電氣自動化系統(tǒng)的控制逐漸發(fā)展成當(dāng)前煤礦開發(fā)系統(tǒng)的重要課題之一。其程序應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了一定的規(guī)模，但是同一個系統(tǒng)想要適應(yīng)于所有的煤礦情況是不實(shí)際的。因此在面對這樣的情況，就必須進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化。需要各個方面的分析討論同時還要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：煤礦；電氣自動化；系統(tǒng)

一、概論

（一）煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)

煤礦電氣自動化嚴(yán)格來講是一個交叉型技術(shù)應(yīng)用。煤礦產(chǎn)業(yè)一直是我國的主要原材料產(chǎn)業(yè)之一，煤礦的開采與發(fā)掘是當(dāng)前我國發(fā)展上的重要技術(shù)課題。原先我國的煤礦產(chǎn)業(yè)開采一直是靠著人力以及簡單的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開采，工作環(huán)境艱苦，安全也不能保障。如今電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展讓煤礦開采有了新的創(chuàng)新方向。煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用讓煤礦開采率提升到一個新的高度，同時還能保證開采人員的安全。

（二）煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)是當(dāng)前煤礦開采中主要的程序。由于煤礦在開采的過程中需要下降到地面以下，礦洞中灰塵較大，視線不清楚。因此為了保證開采人員的安全與開采目標(biāo)的準(zhǔn)確性，將電氣自動化控制程序引進(jìn)到開采過程中，由計算機(jī)進(jìn)行控制，這樣就能夠在很大程度上減少不必要的人力物力資源，并且保證了開采人員的安全[1]。在電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用中可以看到，其系統(tǒng)程序是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，因為一旦出現(xiàn)一項問題就有可能導(dǎo)致整個開采過程的崩盤。

二、煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)硬件優(yōu)化

（一）輸入電路優(yōu)化設(shè)計

對煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化首先要考慮的就是電路優(yōu)化。輸入電路作為電路中不可缺少的存在則首先需要優(yōu)化。PLC供電電源的范圍其實(shí)是區(qū)間較大的，但是我國當(dāng)前的電氣自動化發(fā)展還沒有達(dá)到一定的規(guī)模，因此造成整個電路的不穩(wěn)定因素是有很多的，在這樣的基礎(chǔ)上想要保證輸入電路的穩(wěn)定就必須對其干擾因素進(jìn)行詳細(xì)地分析[2]。

（二）輸出電路優(yōu)化設(shè)計

當(dāng)煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)開始運(yùn)行的時候，其輸出電路的運(yùn)行正是整個控制系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的唯一形式，因此輸出電路的優(yōu)化能夠在很大程度上將程序效率提高到一個新的等級中。輸出電路設(shè)備的運(yùn)行是非常需要其他設(shè)備進(jìn)行配合的，因此其他設(shè)備的完善情況與整個自動化系統(tǒng)的輸出效率有著很大的關(guān)系[3]。如果在其他設(shè)備有限的情況下，整個電氣自動化控制系統(tǒng)的輸出頻率可以控制在低于6次/min，這樣就能在保證整體電路抗干擾性能等都能達(dá)標(biāo)的情況下使整個系統(tǒng)效率達(dá)到最大。

（三）抗干擾優(yōu)化設(shè)計

煤礦電氣自動化控制的發(fā)展時間并不長，因此其中的各項系統(tǒng)發(fā)展都還不是很成熟?？垢蓴_程序是整個電氣自動化程序的核心之一。因為整個自動化程序在運(yùn)行過程中由于環(huán)境原因經(jīng)常受到干擾，所以為了保證在干擾因素較多且頻繁的情況下系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，就必須確定抗干擾系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確運(yùn)行。想要有效地優(yōu)化抗干擾程序可以從以下幾個方面入手。首先就是通過隔離變壓器裝置的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對干擾的控制，這樣就能夠在一定程度上簡化程序流程。其次就是對整個系統(tǒng)中的布線方案根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改造，這樣可以減少損耗，使抗干擾程序更好的運(yùn)行。

三、煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)軟件優(yōu)化

（一）程序結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

程序結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的問題困難程度是優(yōu)化過程中最困難的部分之一。程序結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一項專業(yè)性技術(shù)。為了保證整個程序能夠更好地應(yīng)用于煤礦開采，模塊化結(jié)構(gòu)是更好的選擇。在程序結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，針對實(shí)際情況進(jìn)行考察，對煤礦開采的過程加以了解并且及對該數(shù)據(jù)分析，對其劃分為多個模塊。之后對每一個模塊進(jìn)行設(shè)備以及程序分割。這樣首先保證了其程序一旦出現(xiàn)問題，其他部分可以很快停止不會造成短路發(fā)生安全問題。

（二）程序運(yùn)行過程優(yōu)化設(shè)計

程序運(yùn)行優(yōu)化設(shè)計的根本性只在于I/O接口分配的優(yōu)化。因此，同之前說的一樣，都是要經(jīng)過在煤礦現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際考察之后，才能夠?qū)Τ绦蜻\(yùn)行過程進(jìn)行優(yōu)化。運(yùn)行過程優(yōu)化的根本目的有兩個，一是減少整個程序的不必要的損耗，二是提升整個程序的運(yùn)行效率同時保證程序能夠穩(wěn)定運(yùn)行。將對應(yīng)I/O信號的集中編制實(shí)現(xiàn)，并且在這個基礎(chǔ)上按需要分配，就能夠在一定程度上達(dá)到以上兩個目標(biāo)。對PCL控制程序的優(yōu)化減少了對內(nèi)存的用量，這樣就能夠保證其能夠在較短時間內(nèi)達(dá)到最大的效率。

（三）程序修復(fù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

程序修復(fù)系統(tǒng)其實(shí)就是在特殊情況下才會啟動的系統(tǒng)。當(dāng)整體系統(tǒng)在運(yùn)行時，程序優(yōu)化系統(tǒng)處于休眠時期。但是一旦出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)中的某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了短路或者系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備超出負(fù)荷等不可預(yù)測的問題，程序修復(fù)系統(tǒng)就會被激活，能夠在短時間內(nèi)立刻發(fā)現(xiàn)問題的所在之處并且鎖定。根據(jù)情況及時做出反應(yīng)，保證整個程序不會出現(xiàn)崩盤，最后造成設(shè)備的不可逆損壞。因此程序修復(fù)系統(tǒng)的優(yōu)化是非常重要的，并且要時時刻刻進(jìn)行更新，這樣才能保證其運(yùn)行時不會發(fā)生問題。

四、煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)展未來優(yōu)化前景

（一）發(fā)展原則

煤礦電氣自動化控制技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展的主要技術(shù)之一，在發(fā)展過程中的各項問題都是需要專業(yè)人士進(jìn)行研究分析的。但是在優(yōu)化方面就需要既了解煤礦情況又了解計算機(jī)程序技術(shù)的綜合性工程師解決。煤礦電氣自動化控制技術(shù)的優(yōu)化原則有三個，一是貼合實(shí)際，如果不能補(bǔ)貼和煤礦的實(shí)際情況，即便優(yōu)化工作做的再好，都不能保證能夠在運(yùn)行過程中不出問題。二是以減少損耗為目標(biāo)，減少損耗的另一個說法就是提高效率[4]。三是抓住程序，程序才是整個技術(shù)中的重難點(diǎn)，保證技術(shù)就是保證效率與安全。

（二）發(fā)展方向

煤礦電氣自動化技術(shù)其實(shí)就是建議減少人力物力為目標(biāo)而研發(fā)的技術(shù)。因此，其發(fā)展方向更有可能的就是提升效率。將損耗控制到最低，與此同時保證煤礦開采人員的安全。在這樣的情況下，不斷的對程序優(yōu)化，不斷的對程序進(jìn)行全方位的檢查，完善程序中的不足之處保證其運(yùn)行能夠增加效率，就是當(dāng)前電氣自動化的主要發(fā)展方向。

五、結(jié)束語

二十一世紀(jì)的今天，電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用逐漸成熟。煤礦資源的開發(fā)更加便捷，在一定程度上加快了社會發(fā)展的步伐。對于煤礦工作中的應(yīng)用雖然沒有更多的經(jīng)驗，但是也能夠不斷的學(xué)習(xí)，不斷的靠近我們想要的目標(biāo)。在這樣的基礎(chǔ)上，針對實(shí)際情況進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，就能夠讓其發(fā)展的更遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫飛.煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計分析[J].中國科技投資，2016（7）.

[2]周偉.煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計研究[J].工程技術(shù)：全文版，2016（12）：00211-00211.

[3]梁飛宇.煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計思路[J].機(jī)械管理開發(fā)，2014，29（3）：31-33.

（作者身份證號：1304061986071215180）