采煤机电气控制系统应用研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 采煤机电气控制系统应用研究 摘 要：煤炭资源开采的效率关 系到经济增长的速度，关系到人民的生 活水平。煤矿开采中的电气系统的应用 与发展直接影响煤炭开采的产量，为适 应现代化矿井生产和信息化的管理要求， 选用与其配套的电气设备系统对现代化 矿井提高煤炭产量具有重要的意义。 中国论文网 /1/view-12780481.htm 关键词：煤炭；电气系统；信息 化；电气设备 中途分类号：U294.8+8 煤炭是我国能源主体和重要战略 资源，是国民经济发展和社会进步不可 缺少的物质基础，对于我国现代化煤矿， 煤炭资源的开采效率关系到经济的可持 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 续发展，而这又与我国煤矿机电化的水 平直接相关。在我国现代化煤矿中始终 将高产高效作为第一要务，生产实践的 经验表明，煤矿生产中只有实施综合机 械化才是实现高效安全开采的有效途径。 而与煤炭生产直接相关的是工作面配套 的采煤机等关键设备，是由电气、机械、 液压等多个独立系统构成的，系统结构 比较复杂。采煤机的电气控制系统是采 煤机割煤工作执行过程中的控制中枢， 电气控制系统的性能的好坏与煤炭生产 的产量和效率直接相关，关系着重大的 经济效益问题。但是由于采煤机在井下 的工作环境极复杂恶劣，增加了采煤机 控制系统自动化的实现难度，更加阻碍 了新型技术在采煤机系统上的应用。 1 采煤机控制系统结构特点 采煤机电控系统的控制对象是一 种在特殊环境下，实时运动的机电液一 体化的重型设备，采煤机电控系统各部 分间存在着相互作用的反馈调节，对控 制系统的实时性，提出了相当高的要求。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 煤矿电气控制系统通常采用的技术是以 计算机为核心的，利用嵌入式系统来实 现的控制系统，是以独立的计算机为控 制中枢的集中控制系统，另一种是分布 式控制系统。传统集中控制系统通过现 场总线等方式将采集的信号送到控制计 算机，现场总线传输的信息发送至距离 执行装置较近的输出模块，至此完成了 信号的输出。采煤机集中控制系统的一 个显著优点就是可以简化现场接线模式， 通过数字信号的有效传输，对增强信号 的抗干扰能力有一定支持，提高了信号 传输的质量。分布式集中控制系统增强 了系统可靠性，简化了现场控制信号走 线，有助于简化控制对象结构设计。 通过以上 2 种电气控制系统的 比较，认为采用分布式控制系统应该更 加合理，更适合煤矿开采对电气设备的 需要。煤矿中这种分布式控制系统的优 越性具有以下特点： （1）采用分布式控制系统使采 煤机各功能部件控制节点设计具有较强 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 的相对独立特性，能够使系统结构清晰， 更加便于设备使用维修。 （2）采用分布式控制系统简化 了采煤机内部控制连线，降低了内部布 线的难度，增强了采煤机系统的可维护 性，也简化了隔爆型接线装置的设计难 度，减小了体积。 （3）采用分布式控制系统能够 做到以降级或应急模式运行，从而保证 了工作面连续出煤，提高了回采的效率。 （4）分布式控制系统可以在不 同类型的机器上使用，从而降低了新设 备成本。 2 采煤机电气控制系统特殊要求 （1）采煤机是一种特殊的工业 设备，井下工作环境恶劣，周围含有瓦 斯和煤尘等爆炸性气体，因此要求控制 系统必须具备防爆特性，符合煤矿安全 要求。 （2）电牵引技术在采煤机中广 泛使用，使得电气控制系统故障越来越 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 多。由于井下电气控制系统故障难处理， 直接影响设备的开机率，导致生产效率 降低，甚至可能使采煤机失控造成人身 伤亡和设备的严重损坏。为避免此类事 件的发生，应在入井设计开发前做好研 究，使系统软硬件能够限制或隔离故障 对其影响，从而保证系统的操作运行。 （3）随着现代化工业技术的发 展，对于现代化矿井要求采煤机的自动 化程度不断提高，采煤机的功率不断增 大，这就要求采煤机电气控制系统在满 足操作和系统保护的基本功能需求以外， 更应考虑为煤矿新技术设备的应用提供 足够的硬件平台支持。 （4）煤矿电气控制系统的自身 结构应坚固、具有实用性、耐用等特点， 还应在尽可能的情况下采取高级别的抗 电磁冲击和机械振动冲击的防治措施。 （5）煤矿特殊的工作环境下， 对采煤机的性能要求也不尽相同，在采 煤机电气控制系统中应注意系统的硬件 配置的灵活性和扩展性，尽量按照用户 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 的需求定制系统。 3 采煤机控制系统的抗干扰技术 3.1 采煤机电控系统的抗干扰技 术 煤矿井下电控系统抗电磁干扰一 方面来自系统外部电磁干扰，还有就是 电路系统工作时产生的对系统本身的干 扰。解决电磁干扰应尽量切断干扰的传 播途径，对于传导干扰，可采取尽量减 少对外部引线，合理布置外部引线，增 强受干扰影响大的敏感电路干扰承受能 力，对干扰源采取屏蔽接地、输出端加 装 EMI 滤波器、远离敏感电路布置等。 3.2 采煤机电控系统的可靠性 由于采煤机长时间工作在恶劣环 境下，采煤机自身及周围机电设备都是 很强的电磁干扰源，对电气控制系统的 可靠性和抗干扰能力有重要影响。采煤 机电气控制系统的硬件可靠性往往取决 于控制电子电路及元器件的可靠性。在 元器件选择上尽量选择成熟的器件，应 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 注重质量保证及生产制造工艺。再设计 早期对元器件的热操作特性、发热和散 热需求进行工程对比分析。 4 结束语 采煤机电控系统的研制成功，明 显提升了我国采煤机电气控制系统的性 能，明显提高了煤炭产量，保证了矿井 效益，随着采煤机应用推广的深入，必 将改变我国现阶段一些矿井落后非机械 化采煤工艺、出煤效率低、安全隐患严 重的面貌。随着现代电子技术、计算机 技术和先进的控制手段在煤矿采煤机设 计控制领