赵恒强 韩强
山东省滕州曹庄煤炭有限责任公司 山东滕州 277519
摘要：伴随矿井回采规模的持续扩大，实现对煤矿回采作业质量与效率的提升逐渐成为推动矿井生产持续发展的关键要点。而电气自动化控制技术作为一种行之有效的集成化控制手段，将其应用在矿井生产中不仅能大幅简化矿井回采作业流程，同时还能实现对井下设备操控的集中计算机控制，使矿井作业的效率与精准度显著提高，进而提升矿井回采作业的安全性，为矿井的长久可持续发展提供坚实保障。
关键词：煤矿；电气自动化；控制系统；优化设计
1 煤矿电气自动化控制过程中对软件的优化过程
电气自动化控制系统应用在煤矿生产的过程中首先需要注意的点就是对于监测系统整体的控制和监测，确保不会在运行过程中出现供电风险，进而导致效率的降低，具体则应当是对于供电系统的经济运行方面加以精确的监控检测，按照煤矿的具体施工情况来对不同模块的电能分配进行细致处理，确保不大量出现电力浪费等。电气自动化过程控制系统可以有效监测煤矿机械运行问题，在杜绝安全事故的同时结合电气控制效果来改善煤矿作业过程中机械运行的情况。优化过程包括软件优化，硬件优化和设备选型的优化过程，见图1。
图1煤矿生产电气自动化过程
煤矿生产过程中电气自动化控制进行优化的两个主要措施是软件优化和硬件优化，其中软件通常是基于操作系统的一些技术方式来进行调整(如采用DCS控系统，实现全矿全网集中控制)，在煤矿电气自动化控制系统当中引用PLC技术来提高软件优化过程，这也对软件优化过程提出了更大的要求。软件优化过程又主要是包括了结构优化和程序优化两个方面。
1.1 软件结构优化
软件结构是煤矿电气自动化控制系统框架的主要构成模块，同时软件结构设计的过程首先需要满足煤矿生产过程的要求，因而应当根据工作时环境等实际情况来设计软件结构。软件结构的优化关键在于模块设计，通过模块设计来拓宽软件结构的功能，同时在施工过程中还可以根据煤矿开采的情况随时对软件进行优化，以满足生产要求。软件结构优化的过程可以分为几种类型，首先可以根据煤矿开采的实时情况来将煤矿电气自动化控制系统的软件结构划分为几个功能性的模块，然后对于不同的模块结合实际提出目标，保证模块改进时保持标准结构的同时，采取拓扑方式设置多种情况下的子任务结构模块来促成软件的多样性和普遍适用性。其次，煤矿电气自动化控制系统中的控制程序主动调整运行结构，在确保软件结构的完整性的前提下优化软件，这样可以保证软件结构不会出现漏洞。最后，在已给出任务的条件下，结合任务进行软件结构的调整，以确保软件和煤矿作业的同步性。
1.2 软件程序优化
这里软件程序是自动化控制过程中系统所含有的程序。在软件程序优化的过程中要结合设备的更新换代将新增设备及工艺指标引入系统，最重要的就是对于I/O的重新分派，在优化软件程序的过程中，重新编制I/O来满足生产工艺要求，I/O的优化程度可以直接决定软件程序运行的效率，该种方法可以避免程序中出现重复序列，确保了电气自动化控制系统的安全。除此之外软件程序优化的过程中也要考虑到PLC的结合。
2 煤矿电气自动化控制过程中对硬件进行的优化
煤矿电气自动化控制系统中，硬件模块的设计是相当重要的一部分，因此需在对煤矿电气自动化控制系统中的硬件模块进行不断优化，主要从以下几方面进行优化和分析。
2.1 抗干扰设计的优化
需对煤矿电气自动化控制系统稳定性和安全性的设计进行优化和分析。首先就需对煤矿电气自动化控制系统的抗干扰能力进行分析。煤矿生产环境相当复杂，因此煤矿电气自动化控制系统所处环境也是相当复杂的，因此需要煤矿电气自动化控制系统中的抗干扰性能得到不断的提升。煤矿电气自动化控制系统中含有芯片，从而在电子信号脉冲的影响下，对煤矿的电气自动化控制系统会产生一定程度的干扰现象。因此需以芯片本身作为主要的出发点采取相关优化措施，比如在系统芯片表面添加金属保护层，以此来避免电子脉冲信号对芯片所产生的不良影响，在具体实施过程中，可将金属质地的工作柜植入到PLC（可编程逻辑控制器）控制系统中，使得工作柜中的外壳可和地面紧密连接挨一起，最终保证煤矿电气自动化控制系统的正常稳定，对于系统的抗干扰能力做到全面提升。
2.2 输出电路设计的优化
在煤矿电气自动化控制系统中，输出电路是相当重要的一部分内容，在进行优化时需根据其煤矿生产企业的具体实际情况来做出相关优化措施。煤矿自动化控制系统中的标志及指示灯都是在晶体管的控制下进行工作，因此需对输出信号做出不断优化。利用继电器可在简化电路构成的同时，最大限度提高电气自动化控制系统的抗干扰性能。在对输出电路进行设计优化的过程中，需保持系统芯片的安全性，避免在运行过程中由于过电流的现象造成系统芯片烧毁的故障。
2.3 输入电路的优化设计
煤矿电气自动化控制系统中，输入电路也需根据实际运行状态进行不断优化和分析。在优化过程中，需对电气自动化控制系统输入电压的取值范围进行了解。一般情况下，中国煤矿企业电气自动化控制系统中电压取值范围一般都在85V～240V的范围内，因此可利用在输入电路中进行增加净化设备的方式来实现对输入电路的控制。现阶段，由于中国自身的供电网路存在严重的不稳定现象，因此可利用滤波器来对电源做出净化设计。
3 煤矿自动化控制系统中软件模块的优化分析
在煤矿电气自动化控制系统中，还需对软件模块做出严格优化和分析。在软件模块中，可分为程序结构设计的优化和程序过程设计的优化。
在程序结构设计的优化策略方面，需根据煤矿生产企业自身实际生产情况做出严格分析，需在原先电气自动化控制系统的基础上，实现对各项功能的调整和优化。且在煤矿生产企业不断发展的过程中，根据其生产技术来对控制系统中的各部分功能进行不断优化。在程序过程设计的优化中，需利用I/O（输入/输出）接口的配置进行优化。在优化过程中，需要相关技术人员对煤矿电气自动化控制系统中信号做出集中编制，且在对信号分配的过程当中，需根据信号的实际需求进行分配资源，不断对控制系统做出优化。可对其中的程序运行做到实时监控，还可在程序编写过程中进行计数器及定时器的添加，对PLC自动化控制系统的结构设计进行最大限度简化，从而不断缩小占据的数据空间。
结束语：
煤炭产业的持续发展作为中国现代化建设持续进行的必要保障，只有推动矿井电气自动化控制系统的不断优化升级，实现其构成组件和作业原理的不断创新，方能持续提升电气自动化监控水平，为矿井生产的高质、高效开展提供坚实保障，从而自根本上推动煤矿产业的持续进步。
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论文作者:赵恒强,韩强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/25
标签：煤矿论文; 控制系统论文; 电气自动化论文; 软件论文; 过程中论文; 过程论文; 程序论文; 《防护工程》2018年第32期论文;