谈矿井自动化监控技术的作用范文

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摘要：自动化技术主要利用PLC可编程序、传感器和显示器等，融合成自动化系统，即时传输控制信息，可实现对矿井作业设备以及安全信息的监控与管理。本文对PLC技术简要介绍，依托此技术设计自动化监控系统，并提出系统对井下设备、安全等方面的监控应用。

关键词：矿井；自动化；监控技术；应用

矿井的自动化控制技术应用过程受到井下环境、周围岩土等因素的干扰。随着技术的发展，实现了半自动化监控系统，但是此控制方式难以符合当前矿井监控实际要求，制约煤矿行业发展。PLC在矿井的自动化监测当中的应用，依托其展开监控系统设计，能够实现对井下设备的有效监控。

1PLC和可编程序控制器介绍

1.1PLC技术

PLC属于现代工业的控制核心，由CPU、电源、接口电路、存储器以及功能模块共同组成控制系统。控制系统运行过程，可利用CPU完成逻辑控制，其在矿井设备控制领域应用十分重要。

1.2可编程序控制器

利用可编程控制器，可确认矿井监控范围，分析其使用过程性能以及结构特点，在矿井自动监控系统当中，使用PLC大型机。即可实现高达2048点控制，并且可完成相对复杂的矩阵、算术等运算。利用PLC大型机，可对井下各类设备自动化控制，设置多个级别控制器，完成自动化监控。利用此技术处理速度可达0.3ms/1k字，并且拥有强大的运算、控制等功能，可完成PID运算、指数运算以及逻辑运算，具备完善的输入、输出等模块，适合应用在矿井复杂的生产环境当中。井下自动监控系统采取组合结构，便于调试、检修等[1]。

2矿井自动化监控系统设计

2.1总体设计

利用PLC技术完成矿井自动监控系统的设计，需要系统具备工业网、地面监控、传感器、井下监控等功能。传感器的功能是传输井下各类设备温湿度、流量和压强信号，展开信息交换，并向井下监控站当中传输，由监控站将上述数据进行采集，利用以太网向地面的控制主机内传输，主机接收信息之后，可结合监控情况，利用数据、图片各类方式将监控信息呈现出来。上述流程形成循环网，发挥PLC技术在监控系统中的应用价值。

2.2硬件设计

2.2.1监控站PLC技术当中，存在各类应用模块，如：电源、模拟量、通信、数字量等，结合矿井监控实际需求，确保硬件应用过程可形成闭合式的控制系统。在设计过程，应重点关注数字量、模拟量两个模块之间的应用。考虑井下的作业面积、数据传输速度、系统操作便捷等多方面原因，完成上述硬件的配置，确保对采集信号及时处理。处理环节，顺利找出对监测数据产生影响的信息，通过反复操作，展开数据分析与处理，体现出模块运算灵敏性。2.2.2数据传输硬件设计过程，主要利用操作屏展开数据传输相关操作。同时，操作屏在矿井监控系统当中具有较强的通信功能。使用过程，可利用面板内部通信接口直接连接，完成自动化控制，在以太网作为传输媒介下，可利用其完成数据周期化、自动化的传输。

2.3软件设计

监控系统的软件设计方面，需要保证井下的监控软件与地面监控软件能够相互协调，实现主程序当中软件的应用能完成循环扫描，在特定时间段内连接主程序、子程序。PLC在此系统中呈现的应用优势是，能够在初始化阶段完成通信服务、自我诊断以及存数复位，上述功能利于系统技术运用过程的更新。应用此控制软件时，需要将控制分站当中模拟量保持4~20mA，其CPU能够完成0~27946数字量处理，利用处理公式R=H·M/27648展开计算，公式当中H代表传感器的量程；R代表工程值[2]。

3矿井自动化监控技术的应用

3.1控制提升设备

开采煤炭环节，提升机为关键设备，自动化程度相对较高。利用提升机完成井下煤炭开采之后的提升工作，同时其还负担着井下人员以及开采设备的运送工作。提升机运用过程通过反复升降，应确保其升降环节速度平稳。在自动化检测过程，需要确保提升机工作效率高，才能保证煤炭开采顺利进行。对于提升设备来讲，电控制器为其自动化控制过程的关键部件。具体实践中，为确保提升机运行可靠，部分煤炭生产企业引进了数控系统提升机，能够实现自动化控制、自动化通信以及自动化检测等。应用PLC编程、数字化系统等共同完成调节、监控多种功能，每个功能存在单独控制器，通过通讯总线连接不同控制器。实践运用过程，需要人员对操作原理精准把握，确保系统对于设备的控制功能。基于PLC控制系统的提升机控制结构图如1所示。

3.2控制采煤设备

矿井开采环节，井下围岩特点、地理环境十分复杂，不确定因素对于开采环节产生影响程度不同。采煤机的使用过程，需要对设备实时监测，才能保证开采安全，高效展开煤炭开采。煤矿企业需要加大力度引进采煤设备，确保设备的自动化功能。基于PLC技术，完成采掘设备的自动化控制。运用电牵引采煤机，可提升以往液压牵引类型材采煤机开采过程安全性，并且牵引力也有所提升。采煤机开采过程向前行驶时，可确保其产煤过程牵引力充足。若采煤机由于井下地势变化，导致其出现下滑时，监控系统可立即启动制动装置，防止采煤机继续下滑，有效控制井下开采过程安全事故。此外，控制过程还可在牵引电动机的一侧设置制动器，避免采煤机下滑环节存在停机问题。这一设计可确保煤矿开采过程，采煤机处于40~50°的倾斜角作业面时，稳定采煤，无下滑问题。自动化技术的运用，可提升采煤过程机械运行安全，同时还可节约部分防滑设备使用成本支出，利于提高井下采煤效率。

3.3控制监测设备

从我国当前煤矿开采现状分析，开采过程消耗时间长、安全风险多、作业强度大，如果出现重大事故，不但威胁开采企业效益，而且对开采人员生命健康造成严重威胁。因此，井下开采的安全监控为社会关注要点。开采作业进行中，可将自动化监控系统利用其中，利用PLC技术，实现地面、井下实时、智能化通信，通过数据采集模块，及时收集安全信息数据，对井下作业工况全方位监测，保证井下煤矿开采过程人员、设备等安全。基于PLC技术，可完成井下通信、安全监控、防爆、人员定位、电网监控多个系统的建立。上述系统当中，需要依托网络监测以及自动通信相关技术，实现对系统内不同监测设备的综合控制，保证监测全面，并且信息精准，保证煤矿生产安全[3]。利用监控系统，能够实时显示、监测矿井内部地理环境变化特点，并且自动绘制出人员作业分布、环境信息动态图，便于管理者随时锁定井下人员作业位置以及具体作业情况。若发生突发事件，可按照监控信息，定位事故人员以及事故地点，及时为救援提供信息。利用自动化监控系统，展开矿井安全管理工作，不但管理高效，而且还可为救援工作提供信息保障。依托于PLC的自动化技术，在矿井的安全系统中的应用，可确保煤炭企业安全生产，为生产人员提供安全保障。

4结语

综上所述，矿井的自动化监控，利用PLC技术展开设计，融合通信、计算机、网络等系统，对井下设备实时监控，呈现监控信息和数据，为开采作业的调整与优化提供指导。同时，还可利用此系统监控井下安全，及时发现危险信息，保证开采过程顺利进行，为救援工作提供便利。

参考文献：

[1]陈祥杰.煤矿机电自动化技术的创新应用[J].河北企业，2019(04):143-144.

[2]李云云.矿井自动化监控技术的应用[J].矿业装备，2019(04):116-117.

[3]池晶晶.矿山设备中机械自动化技术的应用[J].能源与节能，2019(12):172-173.

作者：杜俊伟 单位：新景矿机电工区机电队