淺談采煤機的電氣控製係統應用

    應用技術

    作者：溫寧　範鵬程　王凱

    [摘 要]煤炭資源開采的效率關係到經濟增長的速度，關係到人民的生活水平。煤礦開采中的電氣係統的應用與發展直接影響煤炭開采的產量，為適應現代化礦井生產和信息化的管理要求，選用與其配套的電氣設備係統對現代化礦井提高煤炭產量具有重要的意義。

    [關鍵詞]煤炭；電氣係統；信息化；電氣設備

    中圖分類號：F407.21 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）30-0395-01

    煤炭是我國能源主體和重要戰略資源，是國民經濟發展和社會進步不可缺少的物質基礎，對於我國現代化煤礦，煤炭資源的開采效率關係到經濟的可持續發展，而這又與我國煤礦機電化的水平直接相關。在我國現代化煤礦中始終將高產高效作為第一要務，生產實踐的經驗表明，煤礦生產中隻有實施綜合機械化才是實現高效安全開采的有效途徑。而與煤炭生產直接相關的是工作麵配套的采煤機等關鍵設備，是由電氣、機械、液壓等多個獨立係統構成的，係統結構比較複雜。采煤機的電氣控製係統是采煤機割煤工作執行過程中的控製中樞，電氣控製係統的性能的好壞與煤炭生產的產量和效率直接相關，關係著重大的經濟效益問題。但是由於采煤機在井下的工作環境極複雜惡劣，增加了采煤機控製係統自動化的實現難度，更加阻礙了新型技術在采煤機係統上的應用。

    1 采煤機控製係統結構特點

    采煤機電控係統的控製對象是一種在特殊環境下，實時運動的機電液一體化的重型設備，采煤機電控係統各部分間存在著相互作用的反饋調節，對控製係統的實時性，提出了相當高的要求。煤礦電氣控製係統通常采用的技術是以計算機為核心的，利用嵌入式係統來實現的控製係統，是以獨立的計算機為控製中樞的集中控製係統，另一種是分布式控製係統。傳統集中控製係統通過現場總線等方式將采集的信號送到控製計算機，現場總線傳輸的信息發送至距離執行裝置較近的輸出模塊，至此完成了信號的輸出。采煤機集中控製係統的一個顯著優點就是可以簡化現場接線模式，通過數字信號的有效傳輸，對增強信號的抗幹擾能力有一定支持，提高了信號傳輸的質量。分布式集中控製係統增強了係統可靠性，簡化了現場控製信號走線，有助於簡化控製對象結構設計。

    通過以上 2 種電氣控製係統的比較，認為采用分布式控製係統應該更加合理，更適合煤礦開采對電氣設備的需要。煤礦中這種分布式控製係統的優越性具有以下特點：

    （1）采用分布式控製係統使采煤機各功能部件控製節點設計具有較強的相對獨立特性，能夠使係統結構清晰，更加便於設備使用維修。

    （2）采用分布式控製係統簡化了采煤機內部控製連線，降低了內部布線的難度，增強了采煤機係統的可維護性，也簡化了隔爆型接線裝置的設計難度，減小了體積。

    （3）采用分布式控製係統能夠做到以降級或應急模式運行，從而保證了工作麵連續出煤，提高了回采的效率。

    （4）分布式控製係統可以在不同類型的機器上使用，從而降低了新設備成本。

    2 采煤機電氣控製係統特殊要求

    （1）采煤機是一種特殊的工業設備，井下工作環境惡劣，周圍含有瓦斯和煤塵等爆炸性氣體，因此要求控製係統必須具備防爆特性，符合煤礦安全要求。