時間：2022-06-22 19:24:44
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇煤礦自動化控制，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】綜合自動化控制系統(tǒng)；煤礦企業(yè)；系統(tǒng)構(gòu)成
前言
煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中所占的主體地位將仍然持續(xù)于未來大半個世紀，但我國90%的煤炭都以井工開采為主，生產(chǎn)隱患多，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，各種礦井事故（如瓦斯突出與爆炸事故、礦井突水事故、機電事故、頂板事故等）層出不窮，因此，有必要研究新型技術(shù)逐漸代替部分人力的作用。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，自動化控制技術(shù)逐漸被運用到各個行業(yè)與領(lǐng)域中，基于現(xiàn)代化管理與安全監(jiān)測系統(tǒng)的需要，在煤礦行業(yè)中安裝采用綜合自動化控制系統(tǒng)已成必然趨勢。自該項技術(shù)在煤礦應(yīng)用一二年以來，顯著提高了礦井生產(chǎn)效率與安全系數(shù)，因此，大力發(fā)展自動化控制技術(shù)是新型現(xiàn)代化礦山企業(yè)建設(shè)與實現(xiàn)安全高產(chǎn)高效的必然途徑。以下筆者將從煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)特點、構(gòu)成與實現(xiàn)三方面進行詳細闡述。
1 煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)的特點
煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)作為煤礦自動化總平臺，實現(xiàn)了在地面對煤礦井上下諸多設(shè)備的可靠控制。
（1）采用光纖組建了煤礦井下工業(yè)以太網(wǎng)并形成環(huán)網(wǎng)，全礦井下膠帶、軌道、供電、排水、通風、礦井提升、選煤等自動控制子系統(tǒng)均以現(xiàn)場總線等形式就近接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，同時，采用OPC及組態(tài)軟件等技術(shù)接入軟件平臺，形成全礦井自動控制信息傳輸及處理的總集成平臺，基于該平臺實現(xiàn)了在地面集控中心對井下膠帶、供電、排水、軌道、通風、壓風、提升、選煤等設(shè)備的遠程開停控制和在線監(jiān)測，井下諸多環(huán)節(jié)和崗位實現(xiàn)了無人值守，大大減少了井下現(xiàn)場人員，提高了礦井安全水平。
（2）煤礦安全監(jiān)控、人員定位等監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在地面接入煤礦自動化平臺，實現(xiàn)了礦井自動化信息、安全生產(chǎn)監(jiān)測信息的集成、共享和Web等功能，實現(xiàn)了對井下所有掘進頭、工作面的瓦斯自動檢測和超限自動斷電、告警，實現(xiàn)了對井下所有重要地點的風速、溫度、風門、局扇開停的自動監(jiān)測，實現(xiàn)了對井下人員分布情況的在線監(jiān)測和統(tǒng)計。
（3）建立了礦井自動化監(jiān)控中心，具有大屏幕顯示功能，控制功能，數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總功能，網(wǎng)絡(luò)功能等，操作員站之間具備相互冗余功能。
（4）建立了礦井工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，將井下和地面各主要地點攝像機的信號傳輸?shù)降孛嬉曨l服務(wù)器，在集控中心顯示和切換圖像，為地面遠程控制提供了必備的監(jiān)視手段。
（5）建立了礦井移動通信系統(tǒng)，實現(xiàn)了井下現(xiàn)場與集控中心的清晰通話，為地面遠程控制提供了暢通的聯(lián)絡(luò)手段。
（6）完成了煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)與煤礦管理網(wǎng)絡(luò)安全對接，將煤礦井下現(xiàn)場的自動化信息、安全監(jiān)測信息、井下視頻與管理信息系統(tǒng)聯(lián)通，通過Web等方式實現(xiàn)了各類信息在全公司的資源共享。
2 煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)構(gòu)成與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
2.1 煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)構(gòu)成
礦山綜合自動化系統(tǒng)以礦用千兆冗余工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為通訊平臺，采用3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)、視頻、音頻、通訊一條線路同網(wǎng)傳輸，基于VLAN、IGMP等工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，通過優(yōu)化資源配置，合理分配各系統(tǒng)的資源和帶寬，確保重要數(shù)據(jù)的實時性和可靠性及各種情況下通信的暢通。通過光纖通信為骨干通信平臺，將主井提升子系統(tǒng)、選煤廠控制系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、帶式輸送機監(jiān)控系統(tǒng)、井下供電無人值守系統(tǒng)、電力調(diào)度子系統(tǒng)等統(tǒng)一集成在一個骨干光纖軟件平臺上，構(gòu)成一個統(tǒng)一的煤礦綜合自動化信息管理平臺。
2.2 煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)的主干通信網(wǎng)絡(luò)使用千兆環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)，使用核心交換機將井上信息管理平臺與井下各類自動控制系統(tǒng)互連，骨干網(wǎng)提供工業(yè)以太網(wǎng)接口，保證整個系統(tǒng)具有良好的可擴展性，骨干網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障，可以迅速自適應(yīng)恢復(fù)通信，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由井下網(wǎng)絡(luò)和井上網(wǎng)絡(luò)2部分構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)均為環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)，2部分網(wǎng)絡(luò)使用核心交換機完成互聯(lián)。全礦骨干網(wǎng)絡(luò)使用1000M工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建，為全礦各子系統(tǒng)提供方便靈活的工業(yè)以太網(wǎng)接口，地面、井下子系統(tǒng)均可以方便接入。
圖1 煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)井上部分由核心交換機和以太環(huán)網(wǎng)組成，以太網(wǎng)使用千兆帶寬，保證系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性與安全性，其他子系統(tǒng)接入附近的交換機，主網(wǎng)絡(luò)通過地面網(wǎng)關(guān)交換機接入調(diào)度指揮控制中心網(wǎng)絡(luò)。井下控制網(wǎng)絡(luò)通過環(huán)形工業(yè)千兆太環(huán)網(wǎng)，構(gòu)成井下生產(chǎn)過程控制自動化的統(tǒng)一軟件平臺。煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如1所示。
3 煤礦綜合自動化子系統(tǒng)軟件功能的實現(xiàn)
煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)使用統(tǒng)一的平臺集成了電力調(diào)度子系統(tǒng)、壓風機子系統(tǒng)、鍋爐房子系統(tǒng)、中央回風井通風機子系統(tǒng)、副井提升子系統(tǒng)、井下帶式輸送機集中控制系統(tǒng)、考勤、人員定位和無線通訊系統(tǒng)等不同功能子系統(tǒng)。不同的子系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)主要采用組態(tài)軟件完成，組態(tài)軟件根據(jù)現(xiàn)場情況進行快速二次開發(fā)，真實模擬現(xiàn)場動畫效果，有效處理數(shù)據(jù)。例如煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)中的井下主排水系統(tǒng)的監(jiān)控軟件需要實現(xiàn)水泵的在線監(jiān)測和自動化控制。能對水泵的各項運行工況參數(shù)在線實時監(jiān)測、統(tǒng)計和顯示，通過智能專家系統(tǒng)使水泵始終處于高效的運行狀態(tài)，通過故障參數(shù)進行分析預(yù)警，防止事故，控制操作程序，防止誤操作，同時可根據(jù)操作員指令或預(yù)定控制程序，按要求自動完成水泵的定時啟動、定水位啟動、自動切換啟動、智能經(jīng)濟運行等操作，自動控制分時運行、削峰填谷，即可現(xiàn)場操作控制，也可遠程操作控制，實現(xiàn)水泵的高效經(jīng)濟運行和現(xiàn)場無人值守運行。通過組態(tài)軟件可以快速高效的實現(xiàn)上述功能，利用組態(tài)軟件設(shè)計的井下主排水系統(tǒng)監(jiān)控界面形象直觀，具體界面如圖2所示。
圖2 井下主排水系統(tǒng)監(jiān)控界面
4 結(jié)語
煤礦綜合自動化控制系統(tǒng)在地面遠程控制井下設(shè)備，實現(xiàn)現(xiàn)場無人值守，不僅減人提效，也是煤礦“無人為安”思想的體現(xiàn)，對煤礦安全生產(chǎn)的發(fā)展具有重大意義。通過在煤礦建立綜合自動化控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)在煤礦地面控制中心對井下膠帶運輸、軌道運輸、供電、排水、壓風、地面選煤設(shè)備的開停控制，并減少井下現(xiàn)場作業(yè)人員數(shù)量，從而可取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]王健.淺談煤礦綜合自動化的發(fā)展及應(yīng)用[J].科技信息，2011（08）.
【關(guān)鍵詞】煤礦 自動化 現(xiàn)狀 研究與應(yīng)用
在我國一些煤礦企業(yè)都已經(jīng)建立了自動化的系統(tǒng)，并且一直都在開發(fā)和完善，自動化系統(tǒng)可以幫助煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中，能夠節(jié)省大量費用的支出，這些費用都是線路鋪設(shè)所花費的支出，可以為煤礦企業(yè)帶來長遠的經(jīng)濟效益，并且能夠?qū)ΦV井安全數(shù)據(jù)進行匯總和歸納，實現(xiàn)井下作業(yè)的自動化和信息化，提高井下作業(yè)的安全性等，從而提高了礦井的勞動效率和現(xiàn)代化科學化的管理水平，也確保了煤礦生產(chǎn)過程中的安全生產(chǎn)，筆者首先介紹了自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀。
1 自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
在根據(jù)一些調(diào)查的數(shù)據(jù)和結(jié)果中我們可以觀察到，雖然現(xiàn)在的煤礦大部分都是大型的開采煤礦，一些特殊的煤礦在地質(zhì)和環(huán)境條件上都是相對較為復(fù)雜的，每一處煤礦都存在大量的安全隱患，和一些礦井的災(zāi)害。自動化系統(tǒng)的引進和開發(fā)都需要積極的開展和實施，要在煤礦企業(yè)普及一些新的技術(shù)，實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的控制，如控制主排、主運和洗煤等，與此同時還需要全面的建設(shè)一些檢測和監(jiān)控系統(tǒng)，這樣才能保證生產(chǎn)持續(xù)不間斷的運行，才能夠保證煤礦企業(yè)日益的增長和一些的需求，然而這些自動化系統(tǒng)運作的同時，一些漏洞和問題及弊端也越來越凸顯。舉個鮮明的例子，煤礦企業(yè)在進行自動化建設(shè)的初期，都會從自身的實際需要出發(fā)來進行自動化建設(shè)，在其他方面卻忽視了協(xié)調(diào)建設(shè)，導(dǎo)致信息不通暢的現(xiàn)象，沒有形成有效的信息共享機制。其自動化建設(shè)的可靠性得不到保障，不便于維修和保養(yǎng)。煤炭企業(yè)在經(jīng)營過程中，在調(diào)度方面缺乏統(tǒng)一的管理和集中的控制，對井下的具體情況沒有做到及時的了解。因此，對整個系統(tǒng)的審計和評估，我們可以這樣認為，集中調(diào)度和管理，有利于為企業(yè)的管理者做出科學合理的決策而提供依據(jù)，不僅會使礦井的生產(chǎn)安全得到保障，還可以使企業(yè)的管理水平大大的提高，所以，系統(tǒng)的集成是一項必須要完成的重要工作。
2 系統(tǒng)建設(shè)目標
上述現(xiàn)象分析得出，現(xiàn)在急需基于現(xiàn)行的系統(tǒng)，建立一個監(jiān)控中心，這個監(jiān)控中心具有效率高、穩(wěn)定和可靠性強的數(shù)據(jù)傳遞平臺，通過網(wǎng)絡(luò)通訊平臺來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和集合。在一些的系統(tǒng)建立要實現(xiàn)統(tǒng)一，并且掌握實時的工況信息和一些的遠程控制，在建立數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)之上，提高抗事故風險的能力，從而達到資源共享的目的，打造一個全面的信息傳輸和共享的平臺。
3 系統(tǒng)集成
3.1 傳輸通道集成目標
3.1.1 有利于實現(xiàn)穩(wěn)定性
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有時由于會出現(xiàn)系統(tǒng)癱瘓和中斷現(xiàn)象，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，要對網(wǎng)絡(luò)的整體系統(tǒng)資料進行備份，防止格式化，把規(guī)避網(wǎng)絡(luò)故障現(xiàn)象而帶來的風險，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。
3.1.2 打造高帶寬
由于一些自動化的應(yīng)用技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，復(fù)雜的數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的信息對于網(wǎng)絡(luò)傳輸來說，改變了以往的單一數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪Ｊ剑咕W(wǎng)絡(luò)的帶寬消耗空前加大，這會嚴重影響網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)反應(yīng)的速度，特別是在業(yè)務(wù)量井噴式爆發(fā)時，系統(tǒng)很可能會趨于癱瘓，因此，高帶寬可以避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，能夠從容應(yīng)對越來越多的業(yè)務(wù)量而造成的網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗現(xiàn)象。
3.1.3 提高可管理性
網(wǎng)絡(luò)的核心主要就是網(wǎng)絡(luò)的運行，在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運行的時候，必須要慢慢一些條件和因素，比如，必須要有一個強大的系統(tǒng)和統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng)作為支持。網(wǎng)管系統(tǒng)要應(yīng)該簡單一種直觀的統(tǒng)一，不管是操作，還是一些系統(tǒng)上的管理，都要做到統(tǒng)一。
3.1.4 增強擴展性
在未來的發(fā)展中和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，擴展的接口是需要建設(shè)的，隨著煤礦企業(yè)業(yè)務(wù)的多樣化和供求關(guān)系的變化，有必要對網(wǎng)絡(luò)進行升級，這是業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的構(gòu)建是主要途徑，能夠增強擴展性，使網(wǎng)絡(luò)得到很好的升級。
3.2 軟件平臺集成目標
提高和安全性。個自動化子系統(tǒng)都采用了相對較為不同的控制技術(shù)，數(shù)據(jù)表達的格式不能夠統(tǒng)一，其要求就是要完成新建成的系統(tǒng)能夠兼容不同的廠家的數(shù)據(jù)格式，正確的采集信息，實現(xiàn)系統(tǒng)的無縫連接。同時，安全性的系統(tǒng)能夠識別身份認證、授權(quán)、加密等等，完善了日志和數(shù)據(jù)備份功能。
集成的編程和組態(tài)。要想實現(xiàn)從設(shè)計等一些全過程的組態(tài)應(yīng)用，就要采用統(tǒng)一化的圖形和對象的設(shè)計，使用戶在操作的過程中，使用起來更加的輕松自如，從而降低用戶的培訓費用。
故障自診斷功能。該軟件有著很強大的自診斷功能和報警功能，可以完全判斷出故障屬于哪個類型，并且能夠解釋的判斷出位置進行圖像和語音提示及打印輸出，易于管理和維護。
信息共享。整個煤礦的信息資源，都是由自動化信息來實時共享的，通過平臺的，可隨時的瀏覽系統(tǒng)狀態(tài)，實現(xiàn)資源的利用最大化。
4 總結(jié)
綜上所述，整合煤礦自動化系統(tǒng)是有百利而無一害的，可以節(jié)省經(jīng)常維修而帶來的成本提高，有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟效益的提高，整個系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)通過互動和資源共享，提高煤礦工作的效率，如煤礦生產(chǎn)部門的調(diào)控和信息的共享與整合，實現(xiàn)各個工作環(huán)節(jié)的信息和網(wǎng)絡(luò)化，達到科學合理的過程和結(jié)果，有利于深化煤礦企業(yè)的改革和提高其管理的水準，降低煤礦生產(chǎn)的安全風險，在獲得經(jīng)濟效益的同時，提高了社會影響力。
參考文獻
[1]任永忠，劉哲，史好好.礦井主排水泵自動化控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2012，03：155-156.
【關(guān)鍵詞】自動化控制技術(shù)；煤礦通風系統(tǒng)；應(yīng)用
引言
隨著煤礦行業(yè)的高速發(fā)展，因此安全環(huán)節(jié)便成為了尤為重要的一部分。鑒于目前我國的煤礦通風系統(tǒng)大部分均為人工操作，還不能有效實現(xiàn)動態(tài)控制及監(jiān)控，因此充分利用自動化技術(shù)便有著尤為深遠的重要意義，不但能夠使煤礦生產(chǎn)的安全性得到提高，而且還能夠有效改善煤礦通風系統(tǒng)的管理水平。
1 在煤礦通風系統(tǒng)中應(yīng)用自動化控制技術(shù)的必要性分析
在煤礦通風系統(tǒng)中應(yīng)用自動化控制技術(shù)存在極具明顯的必要性。我們可以從以下兩方面進行分析。
（1）一方面，將自動化控制技術(shù)運用在煤礦通風系統(tǒng)當中，能夠使煤礦通風系統(tǒng)更具可靠性與安全性。從而有效提升煤礦通風管理的水平，并使無人值班的工作模式得以實現(xiàn)。這樣不但降低了維護環(huán)節(jié)的工作量，還使人力、物力資源得到了有效解決。
（2）另一方面，在現(xiàn)狀之下我國絕大多數(shù)煤礦通風系統(tǒng)所使用到的自動化設(shè)備具備的是分散、獨立的特點，基于這些特點的局限性使得這些設(shè)備參數(shù)不具全面性、可靠性與安全性均不高。并且，這些設(shè)備還匱乏自動化的診斷能力，使煤礦通風系統(tǒng)無法做到集中調(diào)度與監(jiān)控，這樣便對煤礦通風系統(tǒng)的穩(wěn)定及安全運行非常不利。鑒于此，將自動化控制技術(shù)運用到煤礦通風系統(tǒng)當中便非常有必要，這也是煤礦通風系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢。
2 自動化控制技術(shù)在煤礦通風系統(tǒng)中的應(yīng)用探究
圖1便是自動化控制技術(shù)在煤礦通風系統(tǒng)中的應(yīng)用原理。在設(shè)計過程中，需要重視三個方面的設(shè)計，分別是傳感器系統(tǒng)設(shè)計、通風系統(tǒng)設(shè)計以及中央控制系統(tǒng)設(shè)計。下面筆者便對這三方面的設(shè)計進行探究。
2.1 傳感器系統(tǒng)設(shè)計
在傳感器系統(tǒng)設(shè)計過程中，首先需要考慮的裝置便是信號發(fā)生器。對于不相同的信號的傳輸及接收，煤礦通風自動化控制系統(tǒng)均應(yīng)該對其完成。其中，涵蓋了指令和監(jiān)控數(shù)據(jù)。對于多路信號的傳輸方式，普遍情況下有兩種：其一是時分制式，其二是頻分制式。其中，時分制是以不相同的時序為基礎(chǔ)，進而將各路信號以依次的方式進行傳送。而頻分制式是以不相同的頻率為基礎(chǔ)，進而把各路信號進行發(fā)送及接受。因為頻分制式的優(yōu)勢極具明顯性，例如故障發(fā)生率較低、電路具有簡單性等。因此，在傳輸電路信號方式的選擇上，普遍上是選用頻分制式。并且，在頻分制系統(tǒng)中，用于發(fā)送及頻率接收的是載頻器；在信號的傳遞上所使用到的是500V以下的動力線或者是專用線，進而再對檢測元件進行確認。
2.2 通風系統(tǒng)設(shè)計
通風系統(tǒng)能夠?qū)︼L量進行調(diào)節(jié)，在設(shè)計上主要存在兩種方法。其一，以風門或百葉窗的改善為基礎(chǔ)，進而對風量進行調(diào)節(jié)及控制。以頻率發(fā)送器把風門或者葉片的狀態(tài)信號往地面控制室傳送。在這種情況下，地面控制室則應(yīng)該以發(fā)出的信號為基礎(chǔ)，進而對風門或者葉片進行轉(zhuǎn)動。其二，以改善通風機的電機轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)，進而對變頻裝置進行設(shè)置，這樣便能夠?qū)νL機電機的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)有效改變。與此同時，對于井下局部通風機自動控制的實現(xiàn)，所使用到的是定時控制模式，進而以裝置定時器為基礎(chǔ)，對爆破開關(guān)加以設(shè)置，這樣便可以在爆破之后使自動通風得以實現(xiàn)。在西方一些國家，對于局部通風機轉(zhuǎn)速的控制，能夠讓已經(jīng)設(shè)置的檢查元件進行完成，主要是讓作業(yè)機器在運作過程中所引發(fā)出來的某一種氣體的濃度或者空氣溫度的變化作為基礎(chǔ)，進而對控制動作進行完成。目前，我國在這方面的技術(shù)上還不具完善性，但毫無疑問的是，這給通風系統(tǒng)設(shè)計的進步及發(fā)展提供了具有明顯價值的參考依據(jù)。
2.3 中央控制系統(tǒng)設(shè)計
中央控制系統(tǒng)在設(shè)計過程中所利用到的核心裝備是微型計算機。該類型的計算機具有接口多及擴展能力強的明顯優(yōu)勢。并且，還可以對絕大多數(shù)的任務(wù)進行有效完成。在應(yīng)用過程中，其自動控制展現(xiàn)了精度高及速度快的特點。同時，還可以使控制過程得到優(yōu)化，進一步使煤礦通風自動化控制系統(tǒng)的要求得到有效滿足。對于中央控制系統(tǒng)，其主要任務(wù)是對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行采集與處理，并以實際需要作為基礎(chǔ)，進而對通風量做出有效的動態(tài)控制。另外，中央控制系統(tǒng)還能夠使監(jiān)控及報警功能得以實現(xiàn)。總而言之，中央控制系統(tǒng)所負責的任務(wù)涵蓋了：監(jiān)控指令的發(fā)出、反饋監(jiān)控信息的處理、監(jiān)控數(shù)據(jù)的修改以及通風設(shè)備工作狀況的監(jiān)視等。其中，如果在對通風設(shè)備工作狀況進行監(jiān)視時有異常的情況發(fā)生，便需要通過報警或者啟動處理程序來對所發(fā)生的異常情況進行有效處理。
3 結(jié)語
通過本課題的分析與探究，充分認識到在煤礦通風系統(tǒng)中應(yīng)用自動化控制技術(shù)的必要性。另外，在應(yīng)用過程中，需要對傳感器系統(tǒng)、通風系統(tǒng)以及中央控制系統(tǒng)三方面進行精密設(shè)計，以此體現(xiàn)出自動化控制技術(shù)的實效性與科學性。相信將自動化控制技術(shù)有效應(yīng)用在煤礦通風系統(tǒng)當中，能夠在很大程度上提升煤礦通風系統(tǒng)可靠性、安全性及管理水平，進而為煤礦業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻：
[1]鄔如梁.自動化控制技術(shù)在煤礦通風系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2013（04）.
關(guān)鍵詞:自動化；煤礦通風；管理控制
煤礦井下通風狀況關(guān)系到礦井的生產(chǎn)全，采用自動調(diào)節(jié)和控制的技術(shù)，加強礦井通風技術(shù)，提高安全生產(chǎn)能力，將礦井通風過程中的自動控制和調(diào)節(jié)的技術(shù)加以提升，是當前防止礦井安全事故、達到礦井通風自動化運行的重要技術(shù)手段。對于減輕事故發(fā)生的危害程度，提高礦井的安全系數(shù)，具有關(guān)鍵的作用。從當前常用的礦井通風系統(tǒng)的自動化管理方面進行分析，主要包括檢測通風狀況和監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量等方面，常見的檢測是針對通風系統(tǒng)風量，常用的自動化通風系統(tǒng)包含了通風、信號、傳感器系統(tǒng)，主要由中央控制系統(tǒng)符合運行和協(xié)調(diào)。
1、煤礦通風系統(tǒng)自動化控制
進行煤礦通風系統(tǒng)的自動化安裝和運行，主要是為了保持井下空氣狀況的安全和穩(wěn)定，通過通風巷道，將井上和井下的空氣加以交換，給工人提供較為舒適的工作環(huán)境，保持礦井內(nèi)部的空氣的新鮮，將井下的有害氣體以及熱量、水蒸氣等加以排出，得到適合安全生產(chǎn)的礦井工作條件。檢測的內(nèi)容包括瓦斯的含量的監(jiān)控，系統(tǒng)通風量的及時調(diào)整，瓦斯含量如果發(fā)生了異常的升高或者涌出，應(yīng)該警惕是否有安全事故或者隱患存在。目前采用的人工管理的方法，對于監(jiān)控和調(diào)度的自動化程度來說，是不足以維護煤礦安全運行的。自動化控制水平高的煤礦通風系統(tǒng)，能夠控制風量計算模型，運用科學合理的通風系統(tǒng)的管理來保證系統(tǒng)運行的安全可靠。
2、自動化控制系統(tǒng)整體設(shè)計
2.1自動化系統(tǒng)采用的是集中控制和分散檢測的方式，建立了動態(tài)檢測煤礦的監(jiān)控分站，對煤礦內(nèi)部的氣體、風壓、溫度等狀況進行檢測，由煤礦通風總站將數(shù)據(jù)加以傳輸，得到了關(guān)于監(jiān)控分站的各種數(shù)據(jù)的匯總，然后采用推算的算法，得到了煤礦風量的分布的情況，將風量控制方案，反饋給變頻裝置等監(jiān)控分站中的重要位置，達到通風系統(tǒng)的自動化控制的目的。2.2自動系統(tǒng)的原理，是以煤礦通風主站、分站，進行檢測和控制，通過風壓、風量、氣體、溫度的傳感器將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加以傳輸、匯總、分析和運行。自動系統(tǒng)包含了通風系統(tǒng)、中央控制以及傳感器系統(tǒng)等內(nèi)容。傳感器系統(tǒng)包含了信號發(fā)生器等，將不同的信號加以傳輸和接受，得到了監(jiān)控的指令和數(shù)據(jù)。信號經(jīng)過傳輸分為頻分制和時分制度，按照計劃將各路信號按照頻率進行接收和發(fā)送。頻分制的電路較為簡單，故障較少，頻率的接收和發(fā)送使用載頻器進行定型生產(chǎn)，吸納后通過動力線傳遞線進行傳輸，并對元件進行檢測。礦井的環(huán)境狀況等通過風量的控制得到精確的測量，測量到的數(shù)據(jù)包括了風量、風壓和溫度以及有毒的氣體，巷道中被放置了很多傳感器，如風速檢測元件可以對風量進行精確的遙測。這些元件包括了恒流式風速儀、恒溫風速儀、三杯電渦流式傳感器、光耦感應(yīng)器傳感器等。采用熱敏元件的溫度遙測可歸為紅外線輻射技術(shù)，風壓的遙測可以采用差壓變送器進行。而紅外線吸收可以使用光譜法或者定點位電解法進行CO氣體濃度的遙測。2.3通風系統(tǒng)的自動化設(shè)置，采用風門和百葉窗的方式加以風量的控制和調(diào)節(jié)。頻率發(fā)送器將風門和葉片的狀態(tài)加以發(fā)送，最終傳送到地面控制室，根據(jù)葉片和風門轉(zhuǎn)動發(fā)出的吸納后，通過改變通風機的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的變頻信號，可以得到局部井下通風機的定時控制，另外，在定時器裝置的外部安裝爆破沖擊裝置，實現(xiàn)自動通風，采用工作面作業(yè)機器運行的方式，引發(fā)氣體濃度或者空氣的溫度的變化，最終對工作面的作業(yè)機器的元件進行控制，保證其良性運轉(zhuǎn)。2.4中央控制系統(tǒng)采用的是微型計算機作為核心裝備的設(shè)置方案，這種設(shè)置擴展能力較強，接口較大，在自動化控制中能夠優(yōu)化控制過程，精度較高，速度較快，對通風自動化系統(tǒng)的需求是綽綽有余的。中央控制系統(tǒng)包含了報警和監(jiān)控功能，能夠幫助監(jiān)控站發(fā)出指令，處理反饋的監(jiān)控信息，修改監(jiān)控獲取的數(shù)據(jù)，執(zhí)行選定的控制方案，對通風設(shè)備的工作進行監(jiān)視。當異常情況發(fā)生的時候，相應(yīng)的處理程序就會啟動并且報警。
3、自動化通風系統(tǒng)控制應(yīng)用
值班人員根據(jù)顯示屏上的風量大小、風壓數(shù)值、有毒氣體含量等相關(guān)參數(shù)進行數(shù)據(jù)的檢測，然后負責將傳感器的數(shù)據(jù)進行曲線繪制，將數(shù)據(jù)曲線變化加以統(tǒng)計和匯總，得到系統(tǒng)的工作情況，幫助工作人員發(fā)現(xiàn)問題或者故障，最后將數(shù)據(jù)報表進行打印，供使用者查詢。進行通風系統(tǒng)的通風機的運行過程中，一旦出現(xiàn)故障，應(yīng)啟動備用風機，通過系統(tǒng)發(fā)出的控制指令，將故障風機電源關(guān)閉，并實行自檢，確認無誤后再重新啟動。
結(jié)語：
通風系統(tǒng)要實現(xiàn)監(jiān)控的自動化運行，無人值守，突法事件的處理，需要對控制單元采用風量計算算法等，這種設(shè)計方案能夠?qū)崿F(xiàn)對通風系統(tǒng)的運行的實時監(jiān)控，大大提高煤礦工作安全，降低通風系統(tǒng)運營成本，因此應(yīng)在自動化運行中加以推廣。
參考文獻：
[1]鄔如梁.自動化控制技術(shù)在煤礦通風系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2013,32(4):62-63,72.
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關(guān)鍵詞：煤礦通風系統(tǒng)；自動化控制技術(shù)；應(yīng)用
1自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成
1.1總控中心
控制中心的主要設(shè)備就是微型計算機，其優(yōu)勢在于具有極快的操作速度，精度高，可擴展性強，數(shù)據(jù)接口數(shù)量多，這些特點保證了計算機能夠高效、快速的完成通風系統(tǒng)中的計算任務(wù)，實現(xiàn)自動化的控制與管理。總控中心可以實現(xiàn)對整個監(jiān)控設(shè)備記性數(shù)據(jù)和信息的收集和分析處理，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時解決，實現(xiàn)對礦井中風量的實時監(jiān)控與管理。控制中心還可以對全部的系統(tǒng)進行控制與監(jiān)督，保證事故的功能性。
1.2通風系統(tǒng)
通風系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)礦井中的風量，在系統(tǒng)中，變頻設(shè)備可以對通風機電機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，保證礦井中風量的調(diào)整。傳輸系統(tǒng)調(diào)節(jié)風門和百葉窗的運行狀態(tài)，再將數(shù)據(jù)信息反饋給控制中心，控制中心對全部的數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合實際情況調(diào)整和制定風門或者百葉窗的角度，對礦井內(nèi)部的風量進行及時的管理和調(diào)控。
1.3傳輸系統(tǒng)
傳輸系統(tǒng)中最為重要的組成之一就是指令發(fā)出系統(tǒng)，在自動化控制系統(tǒng)中，全部信號的接收和發(fā)射都是由指令發(fā)出系統(tǒng)實現(xiàn)的。
2自動化控制技術(shù)在煤礦通風系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1實時監(jiān)控
對系統(tǒng)內(nèi)部的信息進行實時監(jiān)控，監(jiān)控系統(tǒng)會收集到大量的數(shù)據(jù)信息，包括通風機的各類工作狀況，風量以及風壓的變化狀況以及空氣含量等相關(guān)參數(shù)，這些信息都將會出現(xiàn)在顯示屏中，為工作人員的具體工作提供相應(yīng)的信息支持和參考依據(jù)。
2.2提供數(shù)據(jù)信息
通過數(shù)學曲線提供數(shù)據(jù)信息，為工作人員的工作提供基礎(chǔ)和保證，系統(tǒng)從監(jiān)測設(shè)備中收集到大量的數(shù)據(jù)以及資料，通過圖形傳遞給工作人員，圖形所表現(xiàn)的內(nèi)容體現(xiàn)了數(shù)據(jù)和文字的變化狀況以及變化趨勢。這些信息和資料表現(xiàn)了數(shù)據(jù)在不同時期的變化趨勢，以及系統(tǒng)中不同環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)，對于工作人員的工作有著積極的促進作用，有助于操作人員了解系統(tǒng)中的狀況，并發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部存在的弊端和不足，以采取相應(yīng)的措施進行解決和處理。
2.3查詢和打印數(shù)據(jù)表
自控系統(tǒng)可以幫助工作人員對數(shù)據(jù)結(jié)果進行實時的查詢和打印，有助于工作人了解并掌握系統(tǒng)的運行狀況，實現(xiàn)資料的分析和共享，文件中包括了多個種類以及方面的報表，覆蓋了各個不同的時間段，包括年度報表以及月報表等，為技術(shù)人員開展查詢工作創(chuàng)造了便利的條件。
2.4及時發(fā)現(xiàn)技術(shù)故障并采取措施
對系統(tǒng)進行全面的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)技術(shù)故障，及時進行處理。如果發(fā)現(xiàn)通風系統(tǒng)中的通風機存在故障，自動化技術(shù)不能保證通風機馬上開始工作，應(yīng)該保證其他通風設(shè)備安全運轉(zhuǎn)的同時，使通風量顯著提高，保證井內(nèi)通風狀態(tài)良好。這一工作原理主要是通過總控中心進行指令的下達，將出現(xiàn)問題的風機進行暫時性的關(guān)閉，然后保證備用的風機在開始工作時或者其他風機超額完成任務(wù)時，對故障進行及時的處理。有系統(tǒng)可以進行出現(xiàn)問題的解決，為后期工作提供參考。
2.5建立安全生產(chǎn)體系
將自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦通風系統(tǒng)中，不僅可以保證系統(tǒng)運行的安全，而且可以保證設(shè)備的可靠運轉(zhuǎn)。對于系統(tǒng)的安全生產(chǎn)具有積極的意義。積極合理應(yīng)用自動化控制技術(shù)，可以盡量降低人為操作失誤，避免造成較大的安全事故。在安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)，要責任落實到人，保證生產(chǎn)的細致化，每個工作人員做好自身的本職工作，保證生產(chǎn)安全。
2.6科學設(shè)計傳感器系統(tǒng)
實現(xiàn)煤礦通風系統(tǒng)的自動化管控，在對信號進行接收和傳輸?shù)耐瑫r，進行合理的系統(tǒng)建設(shè)。信息指令和信息監(jiān)測控制數(shù)據(jù)在系統(tǒng)當中。通風控制系統(tǒng)的多路信號可以分為時分制和頻分制，將二者進行比較，發(fā)現(xiàn)頻分制對信號的傳輸安全性更高，避免出現(xiàn)故障或者降低出現(xiàn)故障的頻率。由于電路的組成較為簡單，所以在傳輸系統(tǒng)中，可以使用載頻設(shè)備實現(xiàn)接收，進行信號的發(fā)送，通過專用線路進行信號的傳遞，在信號完成傳輸之后，在進行元件的檢測。另外，在控制煤礦通風系統(tǒng)的風量時，要明確井下的環(huán)境以及通風設(shè)備中的風量，了解溫度條件以及有害氣體的濃度等內(nèi)容。
2.7通風系統(tǒng)的設(shè)計
在對通風系統(tǒng)進行設(shè)計時，可以通過下述方法實現(xiàn)風量的調(diào)節(jié)。第一，進行百葉窗角度的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)風量的合理調(diào)控，然后將風門的變化狀況以及數(shù)據(jù)通過頻率發(fā)送設(shè)備向地面控制系統(tǒng)進行傳輸。要通過自動化的方式實現(xiàn)井下開關(guān)的控制，進行合理的定位，將爆破開關(guān)在定時設(shè)備上安裝，爆破以后保證自動化的處理效果。現(xiàn)階段國際上通常采用檢測元件對局部通風設(shè)備進行轉(zhuǎn)速的調(diào)控和監(jiān)管，在運行的設(shè)備中進行風速以及溫度的調(diào)節(jié)，依據(jù)設(shè)備運轉(zhuǎn)時空氣溫度的狀況以及氣體的濃度狀況實現(xiàn)合理有效的調(diào)控。有些技術(shù)現(xiàn)階段還不夠成熟，所以必須進行進一步的更新與調(diào)控。
2.8總控中心的設(shè)計
總控中心的重要設(shè)備之一就是計算機，微型計算機的接口數(shù)量較多，具有較強的可擴展性，可以實現(xiàn)任務(wù)的順利完成。使用微型計算機，可以提高自動控制系統(tǒng)的工作效率，保證工程的準確性，使自動化的水平更加提高。和通風系統(tǒng)的控制密切相關(guān)。總控中心的主要工作就是對數(shù)據(jù)和信息進行收集和處理。
綜上所述，煤礦生產(chǎn)中，通風系統(tǒng)的合理建設(shè)對于保證生產(chǎn)安全以及工作效率具有積極的意義，在系統(tǒng)中要注重實現(xiàn)自動化的管理，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的綜合控制，正確計算風量，了解系統(tǒng)的運行狀況，保證系統(tǒng)的安全運行。及時采用有效的措施和方法，進行問題的解決，降低在系統(tǒng)中資金和人力資源的投入，保證生產(chǎn)高效率的進行，實現(xiàn)煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：煤礦型乳化炸藥 微機自動控制 應(yīng)用
0 引言
煤礦型乳化炸藥生產(chǎn)在我國從上個世紀八十年代的罐式間斷乳化到九十年代初兩段連續(xù)乳化，繼而是九十年代中期的連續(xù)乳化，近年出現(xiàn)了微機監(jiān)控的煤礦型乳化炸藥連續(xù)乳化生產(chǎn)線。連續(xù)乳化就是水相和油相按一定配比計量后連續(xù)不斷地加入到連續(xù)乳化機中，一次完成乳化并連續(xù)排出乳膠基質(zhì)。工藝連續(xù)化程度高，乳膠基質(zhì)質(zhì)量得到了較好的保證，工人勞動強度也大幅降低。進入二十一世紀后，由于連續(xù)冷卻裝置、連續(xù)敏化裝置和自動裝藥機的開發(fā)應(yīng)用以及微機監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，從而誕生了乳化炸藥微機監(jiān)控全連續(xù)生產(chǎn)工藝技術(shù)。目前國內(nèi)新建乳化炸藥生產(chǎn)線均采用連續(xù)化生產(chǎn)工藝。微機監(jiān)控連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)是集手動與自控于一體，方便控制切換，從原材料準備到裝藥包裝各工序?qū)崿F(xiàn)了機械化自動化和微機化。采用自動控制和安全控制，預(yù)警、報警等技術(shù)手段，使其安全生產(chǎn)得到保證，勞動強度大幅降低，生產(chǎn)效率大大提高。
1 煤礦型乳化炸藥連續(xù)化生產(chǎn)線的主要優(yōu)點
1.1 連續(xù)乳化生產(chǎn)，乳化是在瞬間完成，采用無金屬磨擦的系統(tǒng)密封，使軸密封處于最佳狀態(tài)，生產(chǎn)的乳化基質(zhì)均勻、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠。
1.2 規(guī)范整體工藝水平提高。連續(xù)冷卻與連續(xù)敏化工藝均采用低速工藝設(shè)備，使生產(chǎn)安全得到充分保證。
1.3 連續(xù)乳化設(shè)備內(nèi)存藥量小，各工序間敞口作業(yè)，低壓管道輸送，所以更加安全可靠。
1.4 設(shè)備布置緊湊，生產(chǎn)效率高。功率消耗小，勞動強度低，人均效率高。
2 煤礦型乳化炸藥連續(xù)生產(chǎn)線工藝布置及工序簡介
按照GB50089-2007《民用爆破器材工程設(shè)計安全規(guī)范》及原煤炭部《煤礦爆破器材工廠乳化炸藥安全規(guī)程》的規(guī)定，生產(chǎn)線的主要部分由原材料破碎、水相制備和儲存、油相制備和儲存、連續(xù)乳化、連續(xù)冷卻、連續(xù)敏化、裝藥、包裝等八個主要工序組成。根據(jù)裝藥機的自動化程度，可設(shè)置一個工房或兩個工房，加上其它輔助工房及公用設(shè)施就形成了乳化炸藥生產(chǎn)線。
3 煤礦型乳化炸藥連續(xù)化生產(chǎn)線應(yīng)用微機自動控制技術(shù)的目的
對生產(chǎn)過程的工藝技術(shù)參數(shù)及設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測與控制，可使工藝參數(shù)的變化在一定的許可范圍內(nèi)，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量；連續(xù)在線監(jiān)測設(shè)備運行參數(shù)，判斷設(shè)備故障等異常因素引起的參數(shù)變化，實時發(fā)出聲光報警并自動有序停機，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。自動控制系統(tǒng)可保證生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)穩(wěn)定在生產(chǎn)設(shè)定值，使水、油相配比更加穩(wěn)定和精確，實現(xiàn)自動生產(chǎn)作業(yè)。控制系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：①實時監(jiān)測各控制點（水相和油相罐、連續(xù)乳化機、敏化機）的溫度。②監(jiān)控連續(xù)乳化機的電流、壓力、冷卻水狀態(tài)、噪聲。③實現(xiàn)水、油相流量自動調(diào)節(jié)，并進行斷料保護。④實現(xiàn)敏化劑、促進劑流量自動精密調(diào)節(jié)。⑤控制連續(xù)生產(chǎn)過程中工藝設(shè)備的運行狀態(tài)。⑥實現(xiàn)水相溶解罐的電子稱重及投料、溶解自動化。⑦實現(xiàn)水、油相輸送計量至乳化工藝的一鍵自動化控制。⑧實現(xiàn)所有設(shè)備在控制室集中控制。⑨對生產(chǎn)全過程進行可視監(jiān)控（含裝藥和包裝）。⑩對工藝設(shè)備主要運行參數(shù)進行在線監(jiān)測和超限報警。
4 煤礦型乳化炸藥連續(xù)化生產(chǎn)線應(yīng)用微機自動控制技術(shù)的范圍及方式
4.1 油、水相各罐的溫度。（監(jiān)控）
4.2 油相各罐和水相儲存罐的液位及水相溶解罐質(zhì)量。（監(jiān)視）
4.3 油、水相工藝流體的流量調(diào)節(jié)、斷流保護。（監(jiān)控）
4.4 連續(xù)乳化機的電流、溫度、壓力、冷卻水狀態(tài)、噪聲。（監(jiān)控）
4.5 關(guān)鍵監(jiān)控參數(shù)超限檢測、報警和自動停機。（監(jiān)控）
4.6 生產(chǎn)全過程視頻監(jiān)視。（含裝藥和包裝）。
5 監(jiān)控器件及作用
為實現(xiàn)安全監(jiān)控，所需配置的監(jiān)控器件或傳感元件有以下幾種，數(shù)量按設(shè)備數(shù)量和工藝確定。
5.1 溫度傳感器（現(xiàn)場顯示和遠傳兩種）。
5.2 液位傳感器（判斷物料的多少）。
5.3 電子稱重系統(tǒng)（測量物料的重量）。
5.4 壓力傳感器（判斷設(shè)備的壓力大小）。
5.5 流量傳感器（瞬時流量和累計流量監(jiān)測和控制）。
5.6 拾音器（測量設(shè)備運行噪聲）。
6 控制流程圖
控制流程圖見圖6.1。
7 監(jiān)控過程說明
7.1 水相溶解：使用電磁閥和電動推桿實現(xiàn)水相溶解罐自動加水和加料，水量由流量計檢測，加料量由電子稱重系統(tǒng)檢測，達到設(shè)定量即自動關(guān)閉水閥及下料閥，實現(xiàn)水相制備自動化。
7.2 液位監(jiān)視：油相各罐和水相儲存罐的液位數(shù)據(jù)由裝在各罐上的液位計輸出信號到數(shù)字顯示儀表進行實時顯示和二次控制。
7.3 油、水相流量數(shù)據(jù)由各自的流量計輸出到數(shù)字儀表，根據(jù)工藝要求通過變頻器調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，以滿足工藝要求。
7.4 敏化劑、促進劑流量數(shù)據(jù)由各自的流量計輸出到數(shù)字儀表，根據(jù)工藝要求通過變頻器調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，以滿足工藝要求。
7.5 使用自動乳化按鈕實現(xiàn)水、油相輸送計量至乳化工藝的一鍵自動化控制。
7.6 水、油相流量斷流保護，水、油相流量超過設(shè)定值，系統(tǒng)會自動發(fā)出聲、光報警并控制水、油相輸送泵和乳化機停機。
7.7 乳化機出現(xiàn)電流過大、出料溫度過高、壓力過大、冷卻水異常等現(xiàn)象系統(tǒng)會自動發(fā)出聲、光報警并控制水、油相輸送泵和連續(xù)乳化機停機。
7.8 所有設(shè)備除設(shè)置現(xiàn)場控制按鈕外，同時在控制室設(shè)置起動停止按鈕進行集中控制。
8 結(jié)束語
利用微機自動控制系統(tǒng)對煤礦型乳化炸藥生產(chǎn)過程進行監(jiān)測與控制，可有效提高生產(chǎn)過程設(shè)備運行的可靠性和安全性；還可以使工藝過程更加穩(wěn)定，產(chǎn)品性能得到提高，降低勞動強度。連續(xù)化自動化生產(chǎn)體現(xiàn)了文明生產(chǎn)、文明作業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)方式。對推動行業(yè)進步，實現(xiàn)連續(xù)化、自動化、微機化生產(chǎn)都具有重要意義。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞:煤礦綜采;煤礦工作面;自動化技術(shù)
doi:10．3969/j．issn．1006－8554．2016．06．154
引言
20世紀60年代時期，我國煤礦行業(yè)已經(jīng)開始實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，煤礦生產(chǎn)過程中涉及到的主要環(huán)節(jié)均已經(jīng)實現(xiàn)了機電一體化。至今，在煤礦生產(chǎn)過程中自動化技術(shù)已經(jīng)能夠滿足煤礦綜掘綜采工作面的監(jiān)測、管理與控制一體化，并且對煤礦綜采的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化控制管理與監(jiān)控。在互聯(lián)網(wǎng)的支持下還能夠?qū)γ旱V調(diào)度運轉(zhuǎn)等進行綜合協(xié)調(diào)。
1煤礦綜掘和綜采工作面自動化技術(shù)
1．1煤礦綜掘和綜采工作面自動化技術(shù)構(gòu)成
煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術(shù)擁有眾多技術(shù)支撐，其主要包括自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、故障診斷技術(shù)、直線控制技術(shù)等多樣化綜合技術(shù)的運用［1］。煤礦綜掘與綜采工作面自動化系主要包括五大構(gòu)造部分:①主采機組控制區(qū)。該區(qū)域主要是由采煤機、刮板機與工作面支架構(gòu)成，其主要用于對煤礦采煤設(shè)備進行控制與挑戰(zhàn)。②轉(zhuǎn)載運輸控制區(qū)。該區(qū)域主要是由轉(zhuǎn)載機、破碎機、皮帶機等構(gòu)成，其主要用于在煤礦工作面控制協(xié)調(diào)與主采機組推動一同移動，并且獲取煤礦工作面相關(guān)機械設(shè)備的工作數(shù)據(jù)。③為視頻安全監(jiān)測系統(tǒng)，其主要用于監(jiān)控煤礦工作面所有關(guān)于煤礦開采的相關(guān)工作，以全方位保證煤礦工作面開采的安全。④為通訊調(diào)度系統(tǒng)，其主要用于在煤礦工作面中提供無線通訊，讓煤礦工作面能夠開展順暢無阻的通訊交流。⑤為工作面綜合控制區(qū)域。其是煤礦綜掘綜采工作面的綜合控制區(qū)域，能夠與地面開展信息溝通，可以對煤礦工作面的設(shè)備參數(shù)，工作運行狀態(tài)等進行監(jiān)視控制管理［2］。
1．2煤礦綜掘和綜采工作面自動化技術(shù)要求
煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術(shù)是煤礦開采生產(chǎn)第一線的工作內(nèi)容，同時也是難度最大，最為復(fù)雜的工作內(nèi)容。因此，其對于自動化控制技術(shù)的要求較高。①煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術(shù)要利用遠程集中控制、區(qū)域集中控制等方式來對綜掘與綜采工作面的工作進行檢測管理。②煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術(shù)要能夠?qū)崿F(xiàn)在地面上利用自動化技術(shù)可以對礦井中的運輸機、采煤機等大型煤礦挖掘運輸設(shè)備進行控制。同時，還能夠?qū)Ω邏洪_關(guān)、泵站等區(qū)域進行開關(guān)控制。再次，煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術(shù)利用遠程控制能夠保證在有煤流的情況下輸送機安全穩(wěn)定運行，無煤流的情況下輸送機暫停工作，同時對煤炭輸送機加以控制避免其短時間內(nèi)充分啟停［3］。③當煤礦綜掘與綜采工作面系統(tǒng)出現(xiàn)工作故障時，監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時對故障進行診斷與檢驗，并且提供妥善的處理策略。
2煤礦綜掘和綜采工作面自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢
煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①高度集成的綜掘和綜采現(xiàn)場信息。煤礦綜掘和綜采是一項十分復(fù)雜的工作，簡單的自動化技術(shù)難以滿足日常需求。我國煤礦綜掘和綜采自動化技術(shù)要求實現(xiàn)現(xiàn)場信息的高度集成，使得礦井內(nèi)作業(yè)可以使用機械開展安全生產(chǎn)，并且利用傳感器對綜掘和綜采現(xiàn)場的信息進行采集，從而實現(xiàn)遠程設(shè)備控制，并且利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)通過各種協(xié)議將綜掘和綜采現(xiàn)場能夠連接起來，從而把獲得的素有信息回送傳輸至地面控制平臺［4］。②無人自動化工作面。工作面無人化工作將會成為我國煤礦綜掘和綜采自動化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，三機自動化控制系統(tǒng)、三機工況檢測與故障診斷系統(tǒng)、災(zāi)害預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)、采煤工藝智能化系統(tǒng)、模擬采礦系統(tǒng)以及決策仿真等系統(tǒng)都將成為無人自動化工作面的重要組成部門。在無人自動化工作面下，煤礦綜掘與綜采的效率將會得到顯著提升，煤礦開采的安全也將得到可靠的保障。
3結(jié)語
隨著科學技術(shù)的發(fā)展與成熟，社會已經(jīng)邁入現(xiàn)代化時代，自動化技術(shù)已經(jīng)普及應(yīng)用到各個行業(yè)當中，并且?guī)砹耸种卮蟮挠绊憽医ㄔO(shè)了一批自動化程度較高的煤礦礦井，充分保證了煤礦開采過程中的高效率與安全。相信在未來的發(fā)展過程中，煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術(shù)將會更加成熟，為煤礦開采做出更大的貢獻。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞：自動化系統(tǒng)；PLC；機械
中圖分類號：TP273文獻標識碼：A文章編號：1003－773X（2015）10－0059－03
作者簡介：秦愛芳（1977—），男，山西高平人，畢業(yè)于河北工程大學煤礦開采技術(shù)專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)就職于山西省原平市軒崗鎮(zhèn)焦家寨煤礦煤運站，從事煤質(zhì)運銷工作
引言
我國煤炭行業(yè)經(jīng)過近年一系列的改革和發(fā)展，煤炭生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)自動化水平逐年提高，技術(shù)水平得到長足的發(fā)展。以焦家寨煤礦公司的煤礦鐵路裝車系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)裝備技術(shù)發(fā)展水平有限，一直以來裝車控制系統(tǒng)還使用人工手動操作方式，有些甚至還是簡單繼電器控制，極易因誤操作而引起設(shè)備事故甚至人身傷害事故，給企業(yè)造成不必要的安全隱患和財產(chǎn)、人員損失。通過一系列的實地調(diào)研和分析研究，提出了鐵路裝車集中控制解決方案，此方案具有投資見效快、易實施、可升級改進，可以滿足大部分自動裝車控制系統(tǒng)需求，已有多個成功應(yīng)用運行的案例，且收到了較好的實際使用效果。鐵路裝車集控系統(tǒng)是一套綜合集成自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了鐵路裝車管控信息管理一體化。該系統(tǒng)主要包括四部分：自動化控制系統(tǒng)，工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，液壓閘門系統(tǒng)及信息管理系統(tǒng)（可選）。集控系統(tǒng)主要功能是快速準確定量地完成各種產(chǎn)品的快速裝車，并實時準確地記錄下裝車信息，形成信息報備，便于后期進行數(shù)據(jù)處理和管理等。該系統(tǒng)操作界面直觀簡潔，管理簡單，監(jiān)控畫面可全面覆蓋全流程工作狀況，便于進行實時管理和處置運行狀況。系統(tǒng)控制主要分為自動、手動兩種控制方式。自動時，系統(tǒng)控制過程主要由控制應(yīng)用軟件程序自動實現(xiàn)；手動時，可由操作人員分步驟單獨操作完成［1］。在該鐵路裝車集控系統(tǒng)解決方案中自動化控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心組成，對整個系統(tǒng)的運行進行統(tǒng)一綜合管理。下面主要探討自動化控制系統(tǒng)的運行機制和原理，為今后系統(tǒng)的運營維護和升級改造提供一定的技術(shù)依據(jù)，也為熟悉系統(tǒng)的運行和管理打下基礎(chǔ)。
1自動化控制系統(tǒng)
自動化控制系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，硬件包括可編程控制器（PLC）、工業(yè)上位監(jiān)控計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、電子軌道衡稱重系統(tǒng)、車號識別系統(tǒng)、皮帶稱重系統(tǒng)、給煤系統(tǒng)、料位計及其它信號檢測系統(tǒng)、就地控制等；軟件包括上位監(jiān)控軟件、軌道衡稱重軟件、裝車控制應(yīng)用軟件等。1．1自動化控制系統(tǒng)中PLC的功能及優(yōu)點PLC（ProgrammableLogicController）作為系統(tǒng)的信號采集和數(shù)據(jù)運算處理核心，是整個自動化控制系統(tǒng)的核心。通過它可以完成現(xiàn)場信號采集，實時數(shù)據(jù)運算處理，邏輯信號閉鎖及實時通信。使用PLC的優(yōu)點：設(shè)備之間的閉鎖關(guān)系通過軟件實現(xiàn)，避免了通過繼電器硬接線實現(xiàn)連鎖而造成的接線復(fù)雜、故障點多的現(xiàn)象。而且當控制流程改變而要改變閉鎖關(guān)系時，通過計算機更容易實現(xiàn)；通過PLC的診斷功能和上位監(jiān)控計算機的軟件提示功能提示可以方便地查找故障，甚至故障點可以精確到接線端子，這樣有利于故障的排除，減少維修時間，從而提高生產(chǎn)效率；PLC輸出控制通過隔離中間繼電器實現(xiàn)，這樣可以保護輸出接點，延長輸出接點的使用壽命，從而降低以后設(shè)備運行過程的維護成本；完善設(shè)備保護信號設(shè)置，可以對設(shè)備實施有效地保護，降低設(shè)備故障率和設(shè)備的維修費用，提高生產(chǎn)效率［2］。
1．2控制系統(tǒng)操作模式
全廠集控控制系統(tǒng)的操作在控制室內(nèi)完成，通過調(diào)度監(jiān)控計算機實施監(jiān)控操作。通過采用工業(yè)計算機作為人機接口實施監(jiān)控操作，具有如下優(yōu)點：計算機通過以太網(wǎng)OPC（OLEforProcessControl）通信方式和PLC相連，代替?zhèn)鹘y(tǒng)操作臺上的主令器件操作方式，使操作簡單方便；避免了傳統(tǒng)操作臺的硬接線方式，減少了故障點，更利于維護檢修；系統(tǒng)組態(tài)方便。可根據(jù)生產(chǎn)過程的需要組態(tài)操作畫面，避免了當更改操作方式或流程改變要重新修改操作臺主令器件的布置安裝費用。控制系統(tǒng)操作過程通過工業(yè)計算機進行。控制方式采用集中（自動、手動）／就地兩種控制方式。集中／就地可以方便地予以轉(zhuǎn)換而不影響設(shè)備的原有運行狀態(tài)。在集中方式下集中控制系統(tǒng)還具備對設(shè)備的單獨控制功能，可以實現(xiàn)對單臺設(shè)備的單獨起停車操作。
1．3自動裝車控制系統(tǒng)工作原理
當軌道衡自動識別系統(tǒng)識別到第一節(jié)車箱行駛到快加給料機允許加料位置時，工控機控制系統(tǒng)發(fā)出指令啟動快加給煤機加煤料，加煤料量約為總加煤量的80～95％，在加煤過程中，實時判斷車廂是否處于加煤允許位，防止物料灑落到車廂外，節(jié)約物料損耗，如果車廂不在加煤允許位則暫停加煤，直到車廂處于加煤允許位為止；當?shù)谝还?jié)車箱開始上衡時，工控機控制系統(tǒng)能夠自動識別其位置并啟動慢加給煤機加煤；當給煤機加煤到最終設(shè)定值時，停止慢加煤料；然后工控機控制系統(tǒng)自動進行稱量數(shù)據(jù)采樣和處理；當?shù)诙?jié)車輛行駛到快加給煤機允許加煤位置時，重復(fù)上述動作，直到全部車廂通過秤臺并加煤完畢為止。該控制系統(tǒng)可實現(xiàn)下列功能：自動判出機車后車輛數(shù)、總軸數(shù)；自動標簽對位并將讀出的車號信息與現(xiàn)車準確對位；自動判斷每節(jié)車廂是否完全上衡，從而自動完成稱量；自動判斷車廂是否處于給煤允許位，防止物料灑落到車廂外，節(jié)約物料損耗。
2系統(tǒng)實施具體內(nèi)容
根據(jù)煤礦現(xiàn)狀，實現(xiàn)集中控制裝車的控制要求，對系統(tǒng)進行了如下設(shè)計：通過系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)裝車集中控制系統(tǒng)快速準確定量的完成裝車，形成裝車記錄，系統(tǒng)操作簡單，實時監(jiān)控畫面按照裝車功能分頁顯示，設(shè)備工作狀態(tài)明晰直觀，各項故障狀態(tài)可以及時了解、處理；裝車系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制，裝車系統(tǒng)過程數(shù)據(jù)上傳到綜合自動化平臺，達到在集控中心監(jiān)控和對裝車數(shù)據(jù)進行處理。系統(tǒng)實施進度：首先實現(xiàn)計量控制室具備半自動化、全自動方式，手動控制方式保證系統(tǒng)運行的可靠性；在不影響煤礦正常裝車生產(chǎn)的前提下可先實施半自動化調(diào)試過程，然后逐步模塊自動化調(diào)試，最后整體調(diào)試。由于煤礦的給煤系統(tǒng)、裝載系統(tǒng)、軌道衡稱重系統(tǒng)、車號識別系統(tǒng)硬件到位情況，考慮到煤礦外運量，實現(xiàn)集中控制裝車要增加很多設(shè)備，軟件編制調(diào)試任務(wù)最大而且需要時間，因此為了更好地完成系統(tǒng)功能，可考慮分步實施：首先完成系統(tǒng)現(xiàn)有各功能模塊的安裝、調(diào)試，并進行集中調(diào)試；然后在計量控制室增加PLC通訊分站、平煤器系統(tǒng)，并與現(xiàn)有控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對現(xiàn)有的給煤機、皮帶運輸機、倉口、平煤器、軌道衡、車號識別、鐵牛等關(guān)鍵設(shè)備的配線及軟件集中手動控制，進而實現(xiàn)系統(tǒng)半自動化控制；在完成半自動化控制模式下，分別進行車輛上衡自動控制、給煤機預(yù)裝煤及補煤分步自動控制、倉口制動器的分布自動控制、鐵牛的自動控制、平煤器的自動控制等模塊的分布調(diào)試，逐一完成各模塊的控制，最后綜合調(diào)試。
3結(jié)語
本系統(tǒng)通過PLC控制的各個系統(tǒng)與現(xiàn)場總線的有機結(jié)合，實現(xiàn)了裝車自動控制。有效提高鐵路裝車的效率，操作員在控制室既可了解現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)，也能對其運行參數(shù)調(diào)整，還可預(yù)測或?qū)ふ夜收稀Ｕ麄€系統(tǒng)始終處于操作員的遠程監(jiān)視與可控狀態(tài)，提高了系統(tǒng)的可靠性、可控性和可維護性。系統(tǒng)集成了設(shè)備檢測、變換和補償功能，實現(xiàn)了控制和運算功能，不僅方便了用戶，而且有效降低了裝車系統(tǒng)的運行成本。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：煤礦；自動化技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢
隨著信息化的發(fā)展，人類已經(jīng)進入信息時代，自動化技術(shù)呈現(xiàn)出智能化、多功能化等特點。在各個行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，我國煤礦行業(yè)在20世紀60年代起開始實行自動化，煤礦生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都已經(jīng)實現(xiàn)了機電一體化。應(yīng)用自動化技術(shù)在煤礦企業(yè)建立大型、開放的分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)全礦井的檢測、管理、控制一體化，并對生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進行自動化控制，利用網(wǎng)絡(luò)進行生產(chǎn)的綜合指揮調(diào)度及業(yè)務(wù)運轉(zhuǎn)，能全面提高煤礦的生產(chǎn)水平。本文結(jié)合實際談?wù)劽旱V自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
一、煤礦自動化的發(fā)展現(xiàn)狀
（一）采掘機械自動化。隨著計算機技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展進步，國外普遍采用計算機控制采掘機械，進行采煤機、工作面運輸及支架的聯(lián)合控制，實現(xiàn)了采煤作業(yè)的綜合自動化。另外，計算機一般具有離機操作的功能，可以進行設(shè)備的故障診斷和工況檢測。采煤機經(jīng)歷了從液壓牽引到電牽引，從直流牽引到交流頻電牽引的發(fā)展，逐漸向大容量過渡，采用多電機拖動的方式，能使總裝機的功率達到1500kW；大運量、重型化、高強度、高壽命是工作面輸送機的發(fā)展方向；液壓支架實現(xiàn)了高壓、大流量供液。掘進機發(fā)展到由大型PLC控制，能夠自動化控制、進行故障診治判斷和工況檢查。
（二） 運輸提升的機械自動化。我國仍以軌道運輸為主進行主煤運輸。20世紀80年代以來，膠帶運輸被逐漸應(yīng)用到在一些大型礦井和新建礦井中，使用計算機或PLC進行控制，裝備了綜合保護裝置，運用DCS結(jié)構(gòu)與礦井的安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。采用全數(shù)字化控制和IGBT、FFR、GTO等新型電力器件的軌道運輸電機，并研制成功了PLC或計算機控制的“信集團”系統(tǒng)。國外先進采煤國普遍采用全數(shù)字SCR―D系統(tǒng)進行礦井提升運輸。隨著變頻交流系統(tǒng)的迅速發(fā)展，PLC控制的提升機被廣泛應(yīng)用，形成了標準產(chǎn)品，實現(xiàn)了提升工況流程控制、安全回路檢測。
（三）安全監(jiān)控系統(tǒng)。由于作業(yè)條件艱苦，并受到水、火、冒頂、煤塵和瓦斯等自然災(zāi)害的威脅，煤炭行業(yè)發(fā)展煤礦自動化設(shè)置安全監(jiān)控系統(tǒng)十分必要。我國自上世紀70年代起，從國外引進先進的安全監(jiān)控系統(tǒng)和制造技術(shù)，經(jīng)過多年的消化和吸收，已經(jīng)出現(xiàn)了幾十家生產(chǎn)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的科研和生產(chǎn)單位，包括AL、TF200、KJ系列等監(jiān)控系統(tǒng)。從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和計算機應(yīng)用的角度來說，與國外90年代的水平相當，但傳感器的種類較少、穩(wěn)定性差、壽命較短，系統(tǒng)維護的工作量大；由于軟件的檔次不夠，缺乏專家的診斷和決策，許多監(jiān)控系統(tǒng)缺乏可靠性、利用率較低。
二、煤礦自動化的發(fā)展趨勢
（一）現(xiàn)場信息自動化控制。過程控制系統(tǒng)的遠控集控要求現(xiàn)場信息的高度集成。儀表技術(shù)的智能化、現(xiàn)場總線及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的全面迅速發(fā)展，為過程控制系統(tǒng)的現(xiàn)場信息高度集成化提供了基礎(chǔ)。其整體思路是在設(shè)備自動化的基礎(chǔ)上，使礦井安全生產(chǎn)的機械化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、自動化成為可能，并實現(xiàn)本地、遠程、移動、固定的立體數(shù)字信息化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。通過傳感器對現(xiàn)場信息進行采集實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的系統(tǒng)控制，按照主控器指令通過執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制，再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)利用各種協(xié)議將各個現(xiàn)場控制系統(tǒng)連接，并將獲得的系統(tǒng)信息傳輸?shù)降孛娴募斜O(jiān)控中心。通過監(jiān)控軟件（HMI/SCA―DA）和監(jiān)控中心服務(wù)器對礦井內(nèi)的多有自動化子系統(tǒng)進行集中控制和管理。
（二） 集中控制的全礦井過程自動化。全礦井的過程自動化控制是將先進的采煤作業(yè)的過程控制技術(shù)引入礦井自動化集中控制中心，采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和先進的自動化采掘設(shè)備，在礦井集中監(jiān)控中心建設(shè)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)企業(yè)集控中心對遠程監(jiān)視、監(jiān)控和操作礦井關(guān)鍵設(shè)備的目的。采用統(tǒng)一標準化組態(tài)軟件編程，實現(xiàn)各類系統(tǒng)或設(shè)備在地面的在線參數(shù)化，通過地面支援中心進行遠程診斷，將故障指令下達并通知礦井人員做出及時處理，并對企業(yè)內(nèi)個性資源進行統(tǒng)一的集中調(diào)度。煤礦自動化發(fā)展的方向是在礦井過程自動化集中控制的基礎(chǔ)上建設(shè)企業(yè)級過程自動化集中控制中心。它將弱化并取代礦級集控中心，跨礦井實現(xiàn)對過程控制層、基礎(chǔ)設(shè)備層、企業(yè)各級管理層、安全生產(chǎn)調(diào)度曾的集中統(tǒng)一控制，建立企業(yè)的數(shù)據(jù)倉庫，改變原有的額煤礦安全生產(chǎn)模式，實現(xiàn)管控一體化的礦井生產(chǎn)模式。
（三） 煤礦遠程集控中心。煤礦遠程集控中心通過快速的通訊傳輸網(wǎng)和高效的自動控制網(wǎng)，實現(xiàn)對企業(yè)多有礦井全生產(chǎn)過程的在線監(jiān)控和遠程操作。借助中心集控軟件監(jiān)視礦井內(nèi)各個設(shè)備的運行狀態(tài)，進行設(shè)別的遠程診斷并調(diào)整相關(guān)參數(shù)。根據(jù)設(shè)備或系統(tǒng)的故障類型將設(shè)備檢修、維護等指令下達給礦井人員，令他們第一時間達到現(xiàn)場并進行故障處理。借助于生產(chǎn)制造的執(zhí)行系統(tǒng)，調(diào)度生產(chǎn)計劃、分析設(shè)備監(jiān)控和各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)。綜合過程動態(tài)畫面和實時數(shù)據(jù)，對作業(yè)繼承、設(shè)備狀態(tài)、現(xiàn)場環(huán)境等進行及時反饋，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)視與跟蹤，為企業(yè)的安全生產(chǎn)和管理決策提供支撐，發(fā)揮自動效能，為企業(yè)創(chuàng)造效益。
三、小結(jié)
我國煤礦自動化的發(fā)展還遠遠落后與世界先進國家的水平，還存在許多有待于研究和解決的問題，需要在實踐中不斷地發(fā)展和提高。筆者認為，未來煤礦自動化將向著現(xiàn)場信息自動化控制、煤礦遠程集控中心和集中控制的全礦井過程自動化方向發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】自動化；煤礦；集中化；多元化
1 煤礦自動化技術(shù)的重要意義
基于生產(chǎn)管理與安全需要，煤礦自動化技術(shù)具有重要意義：
1）提高生產(chǎn)效益、迎合市場需求。自動化技術(shù)在煤礦中的運用使得信息管理更加精細、方案設(shè)計更加完整有效、風險因素控制更加全面與及時，因而能夠保證煤礦生產(chǎn)“安全、高產(chǎn)、高效”；先進的自動化控制系統(tǒng)代替人力的作用使得煤礦生產(chǎn)效率整體提高，產(chǎn)品種類多，品味得到保障，因此能迎合市場對于煤炭種類與品味越來越高的要求。
2）節(jié)約物質(zhì)人力資源。由于自動化系統(tǒng)在生產(chǎn)設(shè)備中的嵌入，使得體力勞動總量與強度大幅度降低，因此參與的工人數(shù)量相對減少，轉(zhuǎn)而從事較高技術(shù)含量的崗位工作，人才隊伍素質(zhì)建設(shè)得到強化，從而使得勞動條件更好，生產(chǎn)成本更低，工作效率更高。此外，自動化系統(tǒng)加強了生產(chǎn)設(shè)備的使用管控，因此使用率更高，損耗率更低，故障維修次數(shù)更少，實現(xiàn)了資源最大程度的利用。
3）提高安全冗余。我國以井工開采為主的煤炭生產(chǎn)局面，決定了我國煤炭生產(chǎn)中存在較多的風險因素，對生產(chǎn)過程與設(shè)備運行管控都提出了較高的要求，自動化系統(tǒng)改正了過去人力管控的部分缺陷，因而避免了許多人為不穩(wěn)定因素，基本實現(xiàn)了生產(chǎn)過程管制，極大了提高了煤礦生產(chǎn)的安全冗余。
2 我國煤礦自動化發(fā)展現(xiàn)狀分析
2.1 我國煤礦自動化發(fā)展過程中所取得的成績
煤礦自動化技術(shù)的應(yīng)用推動了自動化產(chǎn)品質(zhì)量的提升。煤礦自動化產(chǎn)品是計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及自動化技術(shù)相互融合在煤礦企業(yè)生產(chǎn)中的具體體現(xiàn)，從當前的情況來看，煤礦自動化產(chǎn)品擁有大量類似于機械手等執(zhí)行機構(gòu)，且質(zhì)量較高，能夠直接實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)。同時，煤礦自動化產(chǎn)品還擁有通訊模塊，應(yīng)用這些產(chǎn)品將能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，在我國很多的煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場，自動化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)通信方式多樣化，能夠進一步提升煤礦生產(chǎn)作業(yè)的效率和自動化水平。這一層面是當前煤礦自動化發(fā)展的優(yōu)勢體現(xiàn)。
2.2 我國煤礦自動化發(fā)展過程中存在的問題
（1）應(yīng)用范圍局限性。當前，我國煤礦企業(yè)的生產(chǎn)操作只局限在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化發(fā)展趨勢，從整體上來看，自動化的程度還有所欠缺。先從煤礦企業(yè)安全監(jiān)測系統(tǒng)來講，該系統(tǒng)在運行的過程中依舊采取傳統(tǒng)意義上的集散式監(jiān)控模式，這一模式的運行速度較慢，卻缺乏穩(wěn)定性，對于煤礦企業(yè)整個系統(tǒng)的良性運行產(chǎn)生了一定的消極因素，同時影響到了自動化的推進。再從煤礦井下的電力監(jiān)控系統(tǒng)來分析，其監(jiān)控的范圍較小，不能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)化的監(jiān)控，加之監(jiān)控裝置和保護措施的應(yīng)用不到位，很容易發(fā)生事故，這樣也影響了煤礦自動化的運行。
（2）系統(tǒng)非完整性。煤礦自動化發(fā)展的過程中監(jiān)控系統(tǒng)缺乏完整性，這也在一定程度上制約了自動化的發(fā)展。從當前的情況來看，我國的煤礦企業(yè)主要有專用的工業(yè)控制網(wǎng)、MCTP系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)等高速的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，雖然這些技術(shù)的自動化程度較高，但是通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在煤礦企業(yè)當中很少有企業(yè)應(yīng)用這些技術(shù)手段，這樣將會影響到煤礦企業(yè)的自動化發(fā)展進程。更不用說為企業(yè)員工提供信息資源共享平臺了，目前，我國尚沒有一個礦井全面、完整的實現(xiàn)全礦井綜合自動化，所有系統(tǒng)都共用一個網(wǎng)絡(luò)平臺，可以說礦井自動化建設(shè)還存在許多的問題有待研究和解決。
3 我國煤礦自動化發(fā)展方向分析
近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云技術(shù)的出現(xiàn)，給我國煤礦自動化建設(shè)提供了一個良好的技術(shù)平臺，未來我國煤礦自動化建設(shè)將往以下幾個方面發(fā)展：
3.1 高度集成的現(xiàn)場信息
煤礦的作業(yè)過程是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，由于地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，條件惡劣，不可預(yù)測的狀況時有發(fā)生，簡單的自動化控制無法滿足煤礦作業(yè)的需要，近幾年來，煤礦綜合自動化在我國發(fā)展十分迅猛，國內(nèi)外不少IT企業(yè)都十分關(guān)注并參與了我國煤礦綜合自動化建設(shè)，自動化控制系統(tǒng)的遠程集控要求現(xiàn)場信息的高度集成，現(xiàn)在很多企業(yè)的自動化系統(tǒng)雖然能夠滿足現(xiàn)場設(shè)備的自動化控制要求，但不能遠程可視監(jiān)控，不能給井外提供足夠的現(xiàn)場設(shè)施、設(shè)備信息。高度集成現(xiàn)場信息的思路是在設(shè)備自動化的基礎(chǔ)上，使礦井內(nèi)的作業(yè)通過機械安全生產(chǎn)，并通過傳感器對現(xiàn)場信息進行采集，實現(xiàn)遠程、移動方式去實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的系統(tǒng)控制，按照主控器指令通過執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制，再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)利用各種協(xié)議將各個現(xiàn)場控制系統(tǒng)連接，并將獲得的系統(tǒng)信息傳輸?shù)降孛娴募斜O(jiān)控中心。通過監(jiān)控軟件（HMI/SCA―DA）和監(jiān)控中心服務(wù)器對礦井內(nèi)的多有自動化子系統(tǒng)進行集中控制和管理。
3.2 基于企業(yè)級中央集控系統(tǒng)的自動化控制。
回顧煤炭工業(yè)的發(fā)展歷程，自動化是其未來發(fā)展不可回避的一條路，也是必經(jīng)之路。煤礦通過建立自動化系統(tǒng)的遠程監(jiān)控、診斷與維護中心，實現(xiàn)煤礦綜合自動化平臺、生產(chǎn)過程的自動化系統(tǒng)與信息化的有機融合，從而加速信息化向煤礦生產(chǎn)過程和系統(tǒng)的延伸，加速信息化的整體進程。就自動化市場而言，日后的前景很大，主要集中在改造項目中，自動化產(chǎn)品的進入將逐步使煤炭市場由粗獷型向高效型轉(zhuǎn)變，因此建設(shè)一個基于全礦井的自動化集成控制中來，來對目前所擁有的自動化設(shè)備進行管理，是企業(yè)提高生產(chǎn)效率的重要方式之一，加強進下采煤作業(yè)自動化控制也是核心之一，使其融入整體系統(tǒng)架構(gòu)中，在現(xiàn)有的自動化建設(shè)基礎(chǔ)上，改進整個系統(tǒng)，全自覆蓋整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，效能更全面。能過集成控制中心可以實現(xiàn)對整個生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的設(shè)備進行參數(shù)設(shè)定，對井下環(huán)境參數(shù)進行分析判斷，對可能出現(xiàn)的危險提供預(yù)警，以及統(tǒng)一對煤礦資源進行調(diào)配，統(tǒng)一管理，避免浪費。
3.3 多元化的自動化發(fā)展格局
目前以生產(chǎn)過程自動化控制發(fā)展格局將會朝著多元化方向發(fā)展。在發(fā)達國家，采掘機械普遍通過地面的計算機控制，根據(jù)對開采環(huán)境進行分析，合理調(diào)試采煤機、運輸及支架進行聯(lián)合控制，而我國現(xiàn)代化采礦技術(shù)在快速發(fā)展的同時，尚需不斷研究開發(fā)新技術(shù)，我國機械化采煤產(chǎn)量和程度，取得快速增長，但高強度開采工作面裝備智能化技術(shù)有待研究開發(fā)，真正實現(xiàn)煤機裝備的自動控制，工作面無人化將是主要的發(fā)展方向；提高工作面成套裝備系統(tǒng)可靠性的綜合技術(shù)有待進一步研發(fā)；安全、環(huán)境與采煤的協(xié)調(diào)開采技術(shù)有待研發(fā)；高強度開采條件下圍巖活動規(guī)律有待進一步研究，在未來，礦井自動化是煤礦企業(yè)的主功方向，安全、高效、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、可持續(xù)發(fā)展是我國煤礦發(fā)展的方向，而近期綜采技術(shù)發(fā)展的重點是采煤工作面的自動化回采成套技術(shù)，加快錨桿支護速度的煤巷掘進高效快速成巷成套技術(shù)，巖巷掘進機械化快速成巷成套技術(shù)，以及適應(yīng)不同條件的高效安全輔助運輸系統(tǒng)成套技術(shù)。
4 結(jié)語
煤礦自動化未來的發(fā)展主要依靠企業(yè)級的集控中心―標準化的工序和技術(shù)、高新的自動化煤礦設(shè)備、高速的自動化計算機網(wǎng)絡(luò)、先進的煤礦調(diào)度室技術(shù)。通過整合各類數(shù)據(jù)，增加程序管理的透明度，達到了提高煤礦生產(chǎn)力、安全可靠性，增強企業(yè)的經(jīng)濟、社會的綜合效益的目標。
參考文獻：
[1]沈權(quán).論煤礦自動化生產(chǎn)的問題和趨勢[J].電子世界，2012（12）.
關(guān)鍵詞：煤礦；控制系統(tǒng)；運輸控制系統(tǒng)
中圖分類號：TD724 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）30-0173-02
煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)是個復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及多方面的技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、機電一體化技術(shù)、計算機軟件技術(shù)以及管控一體化技術(shù)，現(xiàn)代化的煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的建成不會一躇而就，而需要一段較長的艱苦過程。
1 煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的主要組成
1.1 煤礦礦井提升控制系統(tǒng)
煤礦礦井提升控制系統(tǒng)是煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的一個重要組成部分，一直以來，擁有先進采煤技術(shù)的國家一直非常重視煤礦礦井提升控制系統(tǒng)的技術(shù)以及設(shè)備的研發(fā)，許多先進的自動化控制技術(shù)被應(yīng)用到該領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，煤礦礦井提升控制系統(tǒng)已經(jīng)開始逐步實現(xiàn)數(shù)字化以及集成化。煤礦礦井提升系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要組成部分，是聯(lián)系地面和井下的咽喉要道，礦井提升系統(tǒng)擔負著提升全礦的煤、材料、設(shè)備及人員的重要工作。煤礦礦井提升系統(tǒng)可分為立井提升系統(tǒng)和斜井提升系統(tǒng)兩大類，劃分的標準是井筒是否傾斜，有傾斜稱為斜井提升系統(tǒng)，無傾斜稱為立井提升系統(tǒng)，無論是哪種提升系統(tǒng)，所包括的設(shè)備基本相同，主要有提升機、井架、天輪、提升容器以及裝卸載附屬設(shè)備等，所有的設(shè)備要成為一個整體，平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，就必須借助煤礦礦井提升控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。
1.2 煤礦帶式運輸控制系統(tǒng)
煤礦帶式運輸作為我國目前一種主要的煤礦運輸方式，自20世紀80年代以來就不斷進行技術(shù)革新，為了使煤礦帶式運輸更加安全、更加有效，目前的帶式運輸控制系統(tǒng)集成應(yīng)用光纖通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)以及電子電力技術(shù)等，多種科學技術(shù)的應(yīng)用將煤礦帶式運輸?shù)男蚀蟠筇岣摺＝柚鞣N可視化操作，煤礦帶式運輸?shù)牟僮魅藛T能夠更加容易完成各項操作，實時了解帶式輸送機的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)、解決運行過程中出現(xiàn)的各種問題，降低故障時間，可以說，正是先進的煤礦帶式運輸控制系統(tǒng)使煤礦的煤運輸實現(xiàn)了高效率、高質(zhì)量以及高效益。
2 我國煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)存在的問題
①盡管我國的煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的研究和生產(chǎn)取得了豐碩的成果，但與擁有先進采煤技術(shù)的國家相比，我國的煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)還存在諸多的問題，如：安全可靠性還不能完全滿足長時間安全生產(chǎn)的需要、各項技術(shù)性能指標也都呈現(xiàn)落后。煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及學科眾多，我國煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的落后，其實反應(yīng)的是各種學科的落后，從基礎(chǔ)的傳感器研究到自動化控制理論的研究，從系統(tǒng)的設(shè)計思想到制造工藝都呈現(xiàn)一定的落后態(tài)勢。
②集成度不高是我目前煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)存在的一個主要問題，許多煤礦花了較多的財力引進各種先進設(shè)備，但由于缺少總體規(guī)劃，各種設(shè)備都是在很長的跨度時間內(nèi)引入的，因此這些設(shè)備雖然很先進，但卻自成一體，缺乏集成性，因此雖然引進了設(shè)備，但卻并沒有如預(yù)期的那樣大大提高煤礦的生產(chǎn)效率。
③煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)是軟硬結(jié)合的系統(tǒng)，只有軟件和硬件相配備，才能高效運轉(zhuǎn)。在我國的許多煤礦存在重視硬件、忽視軟件的問題，將大部分資金用于購置硬件，對相應(yīng)的軟件開發(fā)投入嚴重不足，由于相關(guān)的應(yīng)用軟件不完善，整個煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化水平受到極大的限制。
④煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)中各種硬件產(chǎn)生的信息利用率不高，缺乏綜合利用，降低了整個系統(tǒng)的自動化水平。如果系統(tǒng)中大量硬件設(shè)備采集的信息只是用于本地顯示，無法實現(xiàn)系統(tǒng)資源的共享，就無法實現(xiàn)整個系統(tǒng)的有效控制，因此要打破系統(tǒng)中的信息孤島，讓系統(tǒng)中各個硬件設(shè)備采集的信息共享，提高整個系統(tǒng)的綜合利用效率。
⑤煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的一大發(fā)展方向是智能化，但我國煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)智能化水平普遍較低，一個系統(tǒng)要實現(xiàn)智能化，除了要實現(xiàn)對實時、歷史的數(shù)據(jù)存儲外，還需要有分析、處理這些數(shù)據(jù)的能力，實現(xiàn)自我決策或為人工決策提供各種處理后的數(shù)據(jù)。
⑥缺少足夠多的智能化傳感器，傳感器位于整個控制系統(tǒng)的最前端，采集來自系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，目前我國許多煤礦所用的還是一些老式傳感器，不能實現(xiàn)自動校正、無法實現(xiàn)非線性的自動補償?shù)裙δ堋?/p>
⑦機電一體化水平不足、機電一體化技術(shù)是指將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行有機地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技術(shù)，目前，我國煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)機電的一體化程度融合還不夠，只有充分融合，才能有效發(fā)揮地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的作用。
⑧系統(tǒng)中各個硬件設(shè)備獲取的信息還不夠詳盡。要實現(xiàn)地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動化、智能化就離不開底層各設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)，但我國煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀是許多老的設(shè)備只能完成基本的操作，并不能上傳詳盡的數(shù)據(jù)，影響地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動化水平。
3 我國煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)發(fā)展的對策
①積極提升煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動化水平，自動化是煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向之一，與先進采煤國家相比，我國煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動化水平還有待提高，一方面要積極引進發(fā)達國家的先進技術(shù)，另一方面也要提升自身的自主開發(fā)能力，通過引進和自主開發(fā)加快我國煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動化進程。
②系統(tǒng)的智能化可以減少工人勞動強度、提升煤礦地面生產(chǎn)效率，因此要大力提高整個煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的智能化水平，積極改造或替換系統(tǒng)中的老舊設(shè)備，研發(fā)系統(tǒng)綜合處理數(shù)據(jù)的功能，使系統(tǒng)能夠預(yù)測和診斷故障，并為人工決策提供數(shù)據(jù)支持。
③加大系統(tǒng)中傳感器的研究和開發(fā)力度，對傳感器的開發(fā)主要從兩個方面著手：一方面是提高傳感器的可靠性和使用壽命，確保在惡劣的使用環(huán)境下依然能夠長時間穩(wěn)定工作；另一方面是提高傳感器的智能化水平，讓傳感器能夠自校正、自我調(diào)節(jié)以及自我診斷。
④新技術(shù)的發(fā)展日新月異，因此要關(guān)注新技術(shù)的發(fā)展，積極引進一些對促進煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)有幫助的新技術(shù)、新設(shè)備，為提高煤礦的生產(chǎn)效率服務(wù)。
4 結(jié) 語
近年來，許多先進的自動化控制技術(shù)被應(yīng)用到我國的煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)正逐步實現(xiàn)數(shù)字化以及集成化，但與采煤技術(shù)發(fā)達國家相比，我國煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)還存在許多問題，需花大力氣提升煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動化、智能化水平，縮短與世界先進采煤國家間的差距，努力提高煤礦的開采效率。
參考文獻：
[1] 程鵬紅，張青花.淺談煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計[J].科技與創(chuàng)新，2014，（6）.
[2] 賈麗偉.煤礦機電自動化技術(shù)創(chuàng)新分析[J].中國科技縱橫，2014，（3）.
【關(guān)鍵詞】PLC模擬；調(diào)試；OPC技術(shù)
一、現(xiàn)況簡介：
隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)和經(jīng)營管理的各個方面，云計算則有效地促進了物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的智能融合。物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中應(yīng)用的程度，直接體現(xiàn)出整個礦井綜合自動化建設(shè)水平。
在集團公司塑造品牌煤礦、建設(shè)數(shù)字化礦井的號召下，北皂煤礦建成了國內(nèi)煤炭行業(yè)的第一個井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，作為整個礦井信息化的系統(tǒng)平臺，并投入運行。北皂煤礦于2004年開始礦井自動化系統(tǒng)建設(shè)，經(jīng)過多年努力，先后建設(shè)了皮帶、供電、選煤、排水、壓風等多個自動化控制系統(tǒng)，貫穿了整個礦井的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。這些系統(tǒng)各自采用不同品牌的PLC控制，有德國西門子、美國AB和日本三菱等，分布在礦井各個生產(chǎn)地點。當自動化系統(tǒng)因生產(chǎn)需要調(diào)整時，需要在現(xiàn)場對控制設(shè)備的程序進行調(diào)試和試運行，而礦井生產(chǎn)任務(wù)緊張，往往調(diào)試時間不足，問題或缺陷不能及時被發(fā)現(xiàn)，投入運行后會造成不必要的事故，因此我們急需一套PLC模擬控制系統(tǒng)，用于礦井各自動化系統(tǒng)調(diào)整后程序的調(diào)試和試運行工作。
二、項目設(shè)計：
1、項目介紹
北皂煤礦共建設(shè)了皮帶、供電、排水、壓風、選煤等多個自動化控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)各自采用不同品牌的PLC控制，有德國西門子、美國AB和日本三菱等。當自動化系統(tǒng)出現(xiàn)問題時：
第一：需要廠家到現(xiàn)場調(diào)試處理，而廠家往往不能及時趕到現(xiàn)場，對煤礦安全生產(chǎn)帶來了問題。
第二：出現(xiàn)問題需要及時處理，因這些系統(tǒng)的PLC的編程環(huán)境和上位機組態(tài)軟件和驅(qū)動程序等都不相同，現(xiàn)場設(shè)備很難滿足所有PLC系統(tǒng)軟硬件要求。程序的調(diào)試過程復(fù)雜、繁瑣，需要反復(fù)的修改、論證，而且需要人到控制現(xiàn)場進行試運行調(diào)試，在調(diào)試的過程中難免會出現(xiàn)因程序編寫錯誤從而影響設(shè)備和系統(tǒng)的運行，給正常生產(chǎn)造成了一定的麻煩。
2、設(shè)計原理
可編程序控制器（PLC）是綜合了計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)和通訊技術(shù)的一種新型的、實用的自動控制裝置，它被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，具有可靠性好、穩(wěn)定性高、實時處理能力強、使用靈活方便、編程容易等特點。目前投入市場的PLC雖然種類繁多，但主流PLC還是由國際品牌壟斷，并大量的應(yīng)用于礦井的各個自動化控制系統(tǒng)。
PLC模擬系統(tǒng)將幾套國際流行PLC系統(tǒng)設(shè)計在一臺實驗臺中，每套PLC系統(tǒng)安裝CPU模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和常用的通訊模塊。每套PLC系統(tǒng)常用的配套就地操作顯示屏，并配備工控機，安裝上位機軟件和OPC接口。
3、工作原理
PLC模擬系統(tǒng)為一臺PLC控制柜，柜內(nèi)安裝PLC模塊，控制柜面板上設(shè)計指示燈、按鈕和10寸顯示屏，按鈕可以用來模擬現(xiàn)場干接點傳感器，指示燈模擬現(xiàn)場設(shè)備開停狀態(tài)。下載通過HMI軟件組態(tài)好的畫面到顯示屏，更加生動形象地模擬現(xiàn)場設(shè)備運行情況。
1）、西門子PLC模擬系統(tǒng)
S7-300屬于模塊式PLC，主要由機架、CPU 模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成。
PLC 采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。在起動完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊（FB， SFB， FC 或SFC）。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。在循環(huán)程序處理過程中，CPU 并不直接訪問I/O 模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU 內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)。批量輸入、批量輸出。
梯形圖中的線圈“通電”時，對應(yīng)的輸出過程映像位為1 狀態(tài)。信號經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點閉合，使外部負載通電工作。外部輸入電路接通時，對應(yīng)的輸入過程映像位（例如I0.0）為1 狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入位的常開觸點接通，常閉觸點斷開。某一編程元件對應(yīng)的過程映像位為1 狀態(tài)時，稱該編程元件為ON，過程映像位為0 狀態(tài)時，稱該編程元件為OFF。
4、原理的應(yīng)用
PLC模擬控制系統(tǒng)解把多個國際主流PLC整合在一個控制柜中，進行模擬調(diào)試、試運行，避免了操作不當或程序錯誤造成的系統(tǒng)無法正常運行的同時，更避免了繁瑣、復(fù)雜的調(diào)試過程，極大地縮短了程序調(diào)試的時間，為各自動化子系統(tǒng)的建設(shè)提供了便利。
該系統(tǒng)應(yīng)用了PLC技術(shù)、OPC技術(shù)等先進技術(shù)，并把國際主流的多個PLC進行整合到一個控制系統(tǒng)中，通過PLC模擬應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)可以將礦井所有自動化控制系統(tǒng)或PLC控制系統(tǒng)進行模擬演示，可以為工程技術(shù)人員針對礦井控制系統(tǒng)進行程序調(diào)整和模擬運行，避免了現(xiàn)場聯(lián)機運行和調(diào)試造成的失誤甚至影響系統(tǒng)運行等問題。這套系統(tǒng)融合了國際上主流的PLC、組態(tài)軟件、OPC接口軟件及編程軟件，可以模擬出礦井所有的自動化控制系統(tǒng)，包括系統(tǒng)接入、集成和組態(tài)等任務(wù)，是一套現(xiàn)代化的科技創(chuàng)新系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)的應(yīng)用在國內(nèi)還尚屬首次，該 PLC模擬系統(tǒng)的應(yīng)用將使北皂煤礦礦的信息化水平更上一個臺階，并將保持國內(nèi)領(lǐng)先地位。
三、應(yīng)用效果
符合我礦自動化系統(tǒng)開發(fā)要求的模擬控制系統(tǒng)整合了西門子和羅克韋爾兩種主流PLC，設(shè)計合理，配套就地操作顯示屏，生動形象地模擬了設(shè)備的運行情況。系統(tǒng)配備了上位機，并安裝上位機軟件和OPC接口程序，完成了系統(tǒng)平臺的建設(shè)。系統(tǒng)配備了相關(guān)數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、總線通信模塊及網(wǎng)絡(luò)通信模塊。通過對綜合自動化平臺模擬實驗系統(tǒng)的使用情況進行分析調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通過操作人員的操作，系統(tǒng)運行正常、故障率低，及時的根據(jù)需求使用系統(tǒng)進行設(shè)備調(diào)試，避免了現(xiàn)場聯(lián)機運行和調(diào)試造成的失誤甚至影響系統(tǒng)運行等問題。
綜合自動化平臺模擬實驗系統(tǒng)的應(yīng)用，解決了維修人員不足的問題，可以調(diào)試完好后直接下井維修，兩班甚至三班的工作單班就可完成，省時省力，共可減少維修人員3名，按1人1年3萬工資計算，每年可節(jié)省9萬元資金，在減人提效方面帶來了巨大的效益。綜合自動化平臺模擬實驗系統(tǒng)的應(yīng)用，大大減少了維修人員誤操作的可能性，進一步確保了設(shè)備運行的安全性，帶來因設(shè)備損壞造成的經(jīng)濟效益是非常巨大的。綜合自動化平臺模擬實驗系統(tǒng)的應(yīng)用，確保系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定，使企業(yè)走在最先進的科技前沿。
四、結(jié)論
