礦山電氣自動化控制系統的優化探究

摘 要：電氣自動化系統對礦山企業安全、穩定、高效的日常生產運行有著極其重要的作用，電氣自動化控制系統應始終處于運行最佳狀態，這是礦山生產效率與安全的有力保證。本文就電氣自動化系統的有效控制方式，探討采用智能化的技術進行優化的措施，致力于打造“智慧礦山”，為推動企業科技進步而努力。

關鍵詞：電氣自動化;控制系統;智能技術;優化;安全

0 引言

在采礦安全生產過程中，電氣自動化控制技術是生產中每一個環節都需要應用的，為使電氣自動化系統達到良好的控制要求，就應根據生產實際進行升級優化。利用人工智能技術優化電氣自動化控制系統，可以提升自動化控制的水平，減少企業生產成本，人工智能在電氣自動化控制系統的應用，并與電氣自動化技術有效的融合，是科學技術創新發展的體現，這也是電氣自動化技術未來發展的趨勢。

1 礦井電氣自動化控制的主要應用領域

礦井上下電氣自動化控制系統比較關鍵的應用，主要是在供配電系統、通風系統、瓦斯檢測系統、綜采系統、機運系統及排水系統等重點領域的系統控制，對各個系統中每個環節進行效率化控制優化，及規范化處理，達到運行的高效與可靠，確保整個礦井的安全生產。電氣自動化設備的復雜性與系統性兼備，設計與使用設備的相關工作人員，都必須具備極其完備的理論知識基礎，特別是在電氣自動化控制系統的設計上，對技術人員的要求更為嚴苛。

2 智能化在電氣自動化中的應用優勢

電氣設備數據采集和數據處理都可以通過智能技術實現，智能化控制核心是運用計算機理論編制相關的程序，應用于電氣設備的控制系統，實現電氣自動化智能控制，這一功能對各種數據采集并及時處理、保存，可以大幅度的提升電氣自動化實際控制效率。由智能控制的操作控制，除了設備自行判斷進行控制，人工操作可使用鼠標、鍵盤來完成控制，將所有需要人工實際勞動操作的過程全部用智能化設備來替代，很大程度的減輕了實際操作工的勞動強度，并且極大提高控制效率，符合當前礦山發展的實際需求。既提高生產效率，又能降低成本，優化設備運行環境，實現科學安全采礦。

3 電氣自動化優化涉及的范圍

為提升礦山產業4.0，達到企業信息化、過程自動化、電氣自動化、裝備智能化的協同發展，從礦山選礦、采礦、輸送等礦業全流程，系統控制所涉及的系統設計、軟硬件產品、系統集成、工程技術、安防監控、在線監測等方面的自動化系統選取整體解決方案，通過優化使礦山生產實現系統集成、軟硬件先進、信息、視頻安防監控、安裝調試和現場運維的全流程自動化。智能化升級就是利用核心軟件平臺，與自動化系統相融合，電氣自動化控制系統通過智能信息技術應用升級以后，使自動化系統具有媲美人類的思考、反應和行動能力，全面實現信息的集成和響應能力，主動感知、分析、并且迅速做出正確的處理，把人為干擾因素降至最低程度。電氣自動化控制系統能夠有效監測采礦生產運行狀況，實現對電氣自動化控制系統的優化，包括設備優化和軟件、硬件的優化。

3.1 礦山設備電氣自動化控制系統的優化

在礦山資源開采工作中，電氣自動化控制系統對各方面都產生很深的影響作用，保障礦山設備穩定的運行和有序開采礦山資源，就應該加強對電氣設備程序系統的研究力度，研發一些對于礦山設備運行與資源開采非常有利的自動控制程序，推動開采工作效率及電氣自動化控制系統更好進展。在實際使用過程中，礦山設備絕大多數功能都由電氣自動化控制完成，隨著科技水平的進步，也提升了礦山設備電氣自動化控制水平，設備的運行效率也得到有效提高，為使礦山設備體系高效運用，就應全面加強電氣自動化系統在礦區設備中的應用，增強機械控制與自動化之間的相互關聯，充分發揮出電氣自動化控制系統的用途，以程序帶動機械做功，減少資源損耗，延長設備使用壽命。另外，電氣自動化控制系統可以實現對礦山設備的監控，能夠對出現的故障發出警報，或者程序自動修復故障問題，有效提高設備的安全運行。而智能化電氣自動化控制系統具備更高層次的性能優勢，是礦山設備電氣自動化研究的重點方向。

3.2 電氣自動化控制系統軟件的優化

在煤礦電氣自動化控制系統整體框架中，軟件結構是其中主要構成模塊，首先軟件結構設計要符合生產中各項要求，為此，要根據實際工作環境進行模塊的設計與優化，將系統軟件的結構劃分成幾個功能模塊，對不同模塊實際結合制定目標，拓展軟件功能結構，保證軟件結構完整不能出現紕漏，再基于操作系統的幾種技術方法對軟件結構不斷做出調整，來滿足生產中各種要求。軟件程序可以采用DCS控系統，實現整個礦山全部網絡集中控制，在軟件程序優化上，要結合設備的更新換代將新增設備及工藝指標引入系統，引用PLC技術與之相結合來提高軟件優化過程。由于I/O優化程度直接決定軟件程序運行效率，為滿足生產工藝要求，可重新編制I/O，避免程序中出現重復序列，確?？刂葡到y安全。

3.3 電氣自動化控制系統硬件的優化

由于電氣自動化系統中的硬件會直接影響到電氣控制過程的穩定，因此硬件保持良好的使用狀態是非常重要的。對于硬件的優化，主要體現在抗干擾設計、輸入電路與輸出電路方面的優化。硬件抗干擾設計是基于外部環境影響所設置的抗干擾裝置，電氣自動化控制系統硬件抗干擾通常包括硬件的連接和抗干擾電路，為了提高硬件電路的效率，采取的主要措施是添加屏蔽電纜，消除電氣硬件電路之間的干擾。另外，其采用變壓器隔離進行隔離設置，設計以減少干擾，采用中性點接地以保證變壓器運行環境，并且設計電磁屏蔽來解決電磁干擾問題?？紤]到礦井下電氣自動化控制系統的特殊性，在優化設計時應控制電路輸入方式，以此降低能耗。采礦運行能耗高，應提高供電線路的供電水平。許多企業在線路上增加凈化元件，減少脈沖干擾，提高供電質量。在正常情況下，礦山的輸入電源可以達到容量負荷的標準值。在此過程中，應注意防止電路因短路而損壞。輸出電路的設計應根據實際情況進行優化。在運行過程中，如果沒有對輸出電路進行有效的控制，容易產生不平衡負載，影響功率輸出效率，甚至給設備造成多種損壞。因此，在設計輸出電路的過程中通常要連接二極管。雖然輸出電路運行效率高，但極易出現電荷負載或電磁干擾，輸出電路中應安裝一定數量的二極管，以確保生產安全。

4 結語

電氣自動化過程在實際操作中對操作步驟有嚴格的要求，非常復雜。如果出現任何問題，它可能會給機器和設備帶來很大的危害。當前對電氣自動化設備優化設計，在保證電氣設備的正常運轉前提下，盡量簡化操作程序。伴隨人工智能在電氣工程自動化中廣泛應用，很多問題可以在某種程度上得以解決。對部分日常數據進行存儲和有效分析后，可以采取相應的措施，確保機器故障后及時正常運行。此外，對于人工智能的應用在電氣工程自動化也可以實現電氣設備的遠程操作，加強過程控制的簡化和測序，電氣設備的相關技術人員進行檢查和維護方便，既節省了時間，又能很好的控制電氣自動化的操作成本。智能化在電氣工程自動化中的應用，在一定意義上其可以促進調整行業結構，推進電氣工程自動化技術發展提供新的活力。因此，在未來電氣工程自動化的發展中，我們應該繼續加強對智能化技術深入研究，使電氣自動化的發展更進一步，為社會生產帶來更大的價值。

參考文獻：

[1]林桁，路陽.電氣自動化控制對礦山設備的重要作用[J].科技創新與應用，2016（10）.

[2]劉德政.井下電氣自動化控制系統優化探討.科學與財富，2019（24）.

作者簡介：

郭俊偉，機電助理工程師，主要從事煤礦機電安全生產管理工作。