刘立虎
锡林郭勒盟蒙东矿业有限责任公司026000
摘 要：随着现代科学技术的不断发展，煤矿采煤技术也不断向前推进，在实现产煤效率提升同时，各项先进技术也在煤矿生产中得以广泛应用。随着煤矿现代化的进行，电气自动化控制技术在煤矿生产中得到了普遍应用，提高了煤矿的生产效率。文章以煤矿生产中的主要设备——巷道掘进机、矿井提升机以及皮带输送机为例，介绍了电气自动化控制技术的基本思想和优势，并重点分析了煤矿生产中电气自动化控制技术的应用，可为认识煤矿生产的电气自动化提供一定的参考。
关键词：电气自动化；煤矿生产；技术分析
前言
煤炭装备制造的煤矿专用设备主要用于井下开采设备、井下掘进设备、煤炭运输设备、井下供电系统、安全防护设备和救援设备、安全监控系统、井下电气控制与照明、矿山通信与调度控制。在这些设备中运用自动化控制技术能够有效提升生产效率预计生产安全，并实现设施和矿山辅助运输设施等机械技术性改造。煤炭机械化范围从悬臂机械化隧道掘进机、装载机、伸缩带（或刮板输送机）、单锚机到通风除尘设备、供电系统等设备。悬臂式掘进机、矿井提升机和带式输送机是机械化采煤的关键设备，设备的性能非常重要，因为它提高了工作效率和形象。下面以掘路机、矿井提升机、带式输送机为例，探讨电气自动化控制技术在煤矿生产中的实际作用。
一、悬臂式掘进机自动化控制要求
（一）设备控制信号
装载机运行时，相关工作人员需要启动多台电机（油泵电机、送料电机、刮板送料电机），在操作规范的前提下，各项电机可以实现依次启动。每台电机启动前，设备必须感测电机的绝缘电阻，如果绝缘不良，电机控制电源不能通电（锁存输出隔离）。此外，每个电机都有自己的漏电和过热保护，过载保护关闭电机，并具有缺相和短路保护[1]。
（二）PLC电控系统硬件设计
该PLC电控系统可以利用控制器采集控制信号，在信号采集完毕之后，就可以实现主回路的通断控制，在此系列操作实现时候，该硬件系统就可以实现故障时的综合保护和故障状态显示。硬件电路主要包括主室门盖、操作箱、主电路板和接线盒。主电路接线控制板主要由真空交流接触器（可开路控制交流电机高压电路的合与分）、低压控制变压器、低压初级熔断器和低压等组成。电压辅助断路器、电流变送器、低压继电器、真空绝缘整流开关、过压吸收器等部件。主室门盖主要包括稳压电源SPU、可编程控制系统PLC、传感器S、继电器R（继电器）、多芯插座、扩展模块EM和继电器电源板等部件。在此基础上，电气直自动控制技术还可以实现操作箱内的自动化，操作箱主要由显示器组成，它由屏幕和万能转换开关和行程开关组成。
（三）PLC系统软件设计
设计时应注意系统中各电机的启动顺序、关断关系和电机保护。其中，重要梯形图的M222、M223、M234作为控制器PLC的中间变量，定时器为T35。T38为PLC时间控制变量，T35的作用是延时5秒提醒周围工作人员，然后启动油泵。主电机必须在油泵电机启动后才能启动。T38用于启动主电机10秒，操作者必须连续操作启动旋钮或按钮10秒后才能启动主电机。计时器T10计时器用于计算主切割机的运行小时数。PLC具有断电保持功能，操作者可以方便地观察运行时长，并计算签到时间。编程时只能通过比较节点号PLC来识别[2]。
二、矿井提升机的电气自动化控制
矿井提升机是煤矿生产中关键的物料和人员运输设备，主要起到运输与生产的作用。由于煤矿生产的特殊性，需要矿井提升机在作业过程中必须频繁启停。为保证提升机运行控制的稳定性，电动自动化控制技术应用于提升机运行。提升机的运行状态可由PLC或变频器控制，关键是调节提升机电机的转速。电气自动化控制的优点是可以调节提升机的连续可调速度，对钢丝绳的磨损以及影响小[3]。采用电气自动化控制技术后，起重系统故障率低，主要是由于使用了运行时磨损较小的电气开关。提升机的运行状态信号，如速度、位置等，可以通过一些传感器来实现，以保证运行状态控制的准确性，减少机电安全事故的发生。此外，利用电气自动化控制技术后，优化设备运行条件，可大大节约用电，降低煤矿生产运行成本。在PLC的设计和制造中，主机本身的抗干扰措施，如滤波、屏蔽、绝缘、接地等都已经做好，在技术创新层面，就PLC相关技术本身而言，具有自动运行的技术前瞻性，运行可靠性非常高。但PLC的工作环境多为电磁干扰强的工业环境，加之外围电路设计安装不当，降低了整个PLC控制系统的可靠性，严重时会导致系统失控或瘫痪。损坏的。因此，在系统设计中，为保证整个控制系统的正常运行，应采取相应的可靠性措施，提高系统的抗干扰能力。
三、皮带输送机的电气自动化控制
皮带式输送机是一种利用摩擦驱动力连续输送物料的机械设备，可在多种行业水平或倾斜运输，方便、快捷、实用，广泛应用于现代工矿企业[4]。普通带式输送机由机架、输送带、上托辊、托辊及驱动装置、制动、装卸、清扫、张紧装置等部件组成，矿井斜井主提升系统、地下道路输煤系统、矿井广泛用于地面运输系统。露天采矿场和选煤厂。带式输送机通过皮带保护装置实现对皮带的各种保护。在主斜井驱动机房设置中央控制室，配置一套PLC监控系统，PLC控制系统完成对主皮带电机和副低压电机的监控。逆变器和PLC控制器通过ProfibusDP实现。同时，主斜井驱动机房中央控制室兼作矿带运输系统的中央控制室。PLC电控系统必须能够提供合理有效的控制功能，目标主要是启动和制动。控制输送机以恒速启动和制动并进行加速操作以控制带式输送机在不同操作类型之间的运行，包括可控启动、可控变速、恒速负载运行、可控停车和可控停电。此外，在自动弄控制系统中还设置有这样的一个系统叫做集中监控系统，该系统能够在线实现紧急自动停车还可以通过PLC检测高低电柜状态参数，如关闭、打开和故障[5]。其中，高压电气柜可以执行电、电压、电流传感、失压、过流、缺相、接地和操作联锁机构等功能。低压电器柜采用大致抽屉式的结构，在维护方面非常容易操作。控制箱采用防爆安全设计。控制箱外壳采用防爆结构设计，防爆腔内装有本安电源。此外，所有非本安装置均安装在控制箱内，单独防爆，相关设备采用本安或防爆连接。控制箱的PLC控制器是本产品的核心控制部分，PLC的输入信号为本质安全，输出信号经继电器绝缘，保证系统的防爆性能[6]。
结语
电气自动化控制技术是一种先进的生产力，其在煤矿生产中的应用是大势所趋。电气自动化控制技术的优点是实现生产集中控制，提高生产效率，增加设备运行的可靠性，设备在生产中实现自动化运行，减少人为干预，能效高。重点是悬臂式割台机、矿井提升机和带式输送机的电气自动化控制，可为理解煤矿电气自动化控制技术提供具体参考。
参考文献
[1]李扬.电气自动化控制技术在煤矿生产中的应用分析[J].能源与节能,2021(3):211-212,215.
[2]刘国联.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究[J].科技创新导报,2020,17(19):103-105.
[3]郑博文.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用分析[J].科学与财富,2020(10):62.
[4]张晓东.电气自动化控制技术在煤矿生产中的应用分析[J].中国设备工程,2019(20):159-161.
[5]王素玲.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究[J].内燃机与配件,2020(14):215-216.
[6]李飞飞.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(5):229-230.