時間：2022-06-22 19:24:44
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】綜合自動化控制系統；煤礦企業；系統構成
前言
煤炭在我國能源結構中所占的主體地位將仍然持續于未來大半個世紀，但我國90%的煤炭都以井工開采為主，生產隱患多，生產效率低，生產成本高，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逐漸代替部分人力的作用。隨著計算機技術的快速發展，自動化控制技術逐漸被運用到各個行業與領域中，基于現代化管理與安全監測系統的需要，在煤礦行業中安裝采用綜合自動化控制系統已成必然趨勢。自該項技術在煤礦應用一二年以來，顯著提高了礦井生產效率與安全系數，因此，大力發展自動化控制技術是新型現代化礦山企業建設與實現安全高產高效的必然途徑。以下筆者將從煤礦綜合自動化控制系統特點、構成與實現三方面進行詳細闡述。
1 煤礦綜合自動化控制系統的特點
煤礦綜合自動化控制系統作為煤礦自動化總平臺，實現了在地面對煤礦井上下諸多設備的可靠控制。
（1）采用光纖組建了煤礦井下工業以太網并形成環網，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均以現場總線等形式就近接入工業以太環網，同時，采用OPC及組態軟件等技術接入軟件平臺，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、選煤等設備的遠程開停控制和在線監測，井下諸多環節和崗位實現了無人值守，大大減少了井下現場人員，提高了礦井安全水平。
（2）煤礦安全監控、人員定位等監測監控系統在地面接入煤礦自動化平臺，實現了礦井自動化信息、安全生產監測信息的集成、共享和Web等功能，實現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、局扇開停的自動監測，實現了對井下人員分布情況的在線監測和統計。
（3）建立了礦井自動化監控中心，具有大屏幕顯示功能，控制功能，數據統計匯總功能，網絡功能等，操作員站之間具備相互冗余功能。
（4）建立了礦井工業電視監視系統，將井下和地面各主要地點攝像機的信號傳輸到地面視頻服務器，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視手段。
（5）建立了礦井移動通信系統，實現了井下現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絡手段。
（6）完成了煤礦綜合自動化控制系統與煤礦管理網絡安全對接，將煤礦井下現場的自動化信息、安全監測信息、井下視頻與管理信息系統聯通，通過Web等方式實現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構成與網絡架構
2.1 煤礦綜合自動化控制系統構成
礦山綜合自動化系統以礦用千兆冗余工業以太環網為通訊平臺，采用3層網絡結構，將數據、視頻、音頻、通訊一條線路同網傳輸，基于VLAN、IGMP等工業以太網技術，通過優化資源配置，合理分配各系統的資源和帶寬，確保重要數據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、選煤廠控制系統、井下人員定位系統、帶式輸送機監控系統、井下供電無人值守系統、電力調度子系統等統一集成在一個骨干光纖軟件平臺上，構成一個統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網絡架構
煤礦綜合自動化控制系統的主干通信網絡使用千兆環型工業以太網，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互連，骨干網提供工業以太網接口，保證整個系統具有良好的可擴展性，骨干網一旦出現故障，可以迅速自適應恢復通信，保證整個系統的穩定性與可靠性。煤礦綜合自動化控制系統的網絡系統由井下網絡和井上網絡2部分構成，網絡均為環型拓撲結構，2部分網絡使用核心交換機完成互聯。全礦骨干網絡使用1000M工業以太網構建，為全礦各子系統提供方便靈活的工業以太網接口，地面、井下子系統均可以方便接入。
圖1 煤礦綜合自動化控制系統結構
煤礦綜合自動化控制系統井上部分由核心交換機和以太環網組成，以太網使用千兆帶寬，保證系統通信的穩定性與安全性，其他子系統接入附近的交換機，主網絡通過地面網關交換機接入調度指揮控制中心網絡。井下控制網絡通過環形工業千兆太環網，構成井下生產過程控制自動化的統一軟件平臺。煤礦綜合自動化控制系統結構圖如1所示。
3 煤礦綜合自動化子系統軟件功能的實現
煤礦綜合自動化控制系統使用統一的平臺集成了電力調度子系統、壓風機子系統、鍋爐房子系統、中央回風井通風機子系統、副井提升子系統、井下帶式輸送機集中控制系統、考勤、人員定位和無線通訊系統等不同功能子系統。不同的子系統軟件的實現主要采用組態軟件完成，組態軟件根據現場情況進行快速二次開發，真實模擬現場動畫效果，有效處理數據。例如煤礦綜合自動化控制系統中的井下主排水系統的監控軟件需要實現水泵的在線監測和自動化控制。能對水泵的各項運行工況參數在線實時監測、統計和顯示，通過智能專家系統使水泵始終處于高效的運行狀態，通過故障參數進行分析預警，防止事故，控制操作程序，防止誤操作，同時可根據操作員指令或預定控制程序，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、智能經濟運行等操作，自動控制分時運行、削峰填谷，即可現場操作控制，也可遠程操作控制，實現水泵的高效經濟運行和現場無人值守運行。通過組態軟件可以快速高效的實現上述功能，利用組態軟件設計的井下主排水系統監控界面形象直觀，具體界面如圖2所示。
圖2 井下主排水系統監控界面
4 結語
煤礦綜合自動化控制系統在地面遠程控制井下設備，實現現場無人值守，不僅減人提效，也是煤礦“無人為安”思想的體現，對煤礦安全生產的發展具有重大意義。通過在煤礦建立綜合自動化控制系統，可以實現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、地面選煤設備的開停控制，并減少井下現場作業人員數量，從而可取得較好的經濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]王健.淺談煤礦綜合自動化的發展及應用[J].科技信息，2011（08）.
【關鍵詞】煤礦 自動化 現狀 研究與應用
在我國一些煤礦企業都已經建立了自動化的系統，并且一直都在開發和完善，自動化系統可以幫助煤礦企業在生產過程中，能夠節省大量費用的支出，這些費用都是線路鋪設所花費的支出，可以為煤礦企業帶來長遠的經濟效益，并且能夠對礦井安全數據進行匯總和歸納，實現井下作業的自動化和信息化，提高井下作業的安全性等，從而提高了礦井的勞動效率和現代化科學化的管理水平，也確保了煤礦生產過程中的安全生產，筆者首先介紹了自動化系統的發展現狀。
1 自動化系統的發展現狀
在根據一些調查的數據和結果中我們可以觀察到，雖然現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和環境條件上都是相對較為復雜的，每一處煤礦都存在大量的安全隱患，和一些礦井的災害。自動化系統的引進和開發都需要積極的開展和實施，要在煤礦企業普及一些新的技術，實現自動化系統的控制，如控制主排、主運和洗煤等，與此同時還需要全面的建設一些檢測和監控系統，這樣才能保證生產持續不間斷的運行，才能夠保證煤礦企業日益的增長和一些的需求，然而這些自動化系統運作的同時，一些漏洞和問題及弊端也越來越凸顯。舉個鮮明的例子，煤礦企業在進行自動化建設的初期，都會從自身的實際需要出發來進行自動化建設，在其他方面卻忽視了協調建設，導致信息不通暢的現象，沒有形成有效的信息共享機制。其自動化建設的可靠性得不到保障，不便于維修和保養。煤炭企業在經營過程中，在調度方面缺乏統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，對整個系統的審計和評估，我們可以這樣認為，集中調度和管理，有利于為企業的管理者做出科學合理的決策而提供依據，不僅會使礦井的生產安全得到保障，還可以使企業的管理水平大大的提高，所以，系統的集成是一項必須要完成的重要工作。
2 系統建設目標
上述現象分析得出，現在急需基于現行的系統，建立一個監控中心，這個監控中心具有效率高、穩定和可靠性強的數據傳遞平臺，通過網絡通訊平臺來實現數據的交換和集合。在一些的系統建立要實現統一，并且掌握實時的工況信息和一些的遠程控制，在建立數據中心的基礎之上，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 系統集成
3.1 傳輸通道集成目標
3.1.1 有利于實現穩定性
網絡系統有時由于會出現系統癱瘓和中斷現象，為了避免這種現象的發生，要對網絡的整體系統資料進行備份，防止格式化，把規避網絡故障現象而帶來的風險，提高網絡的安全性和穩定性。
3.1.2 打造高帶寬
由于一些自動化的應用技術得到廣泛的應用，復雜的數據所體現的信息對于網絡傳輸來說，改變了以往的單一數據傳輸的模式，使網絡的帶寬消耗空前加大，這會嚴重影響網絡自動化系統反應的速度，特別是在業務量井噴式爆發時，系統很可能會趨于癱瘓，因此，高帶寬可以避免這一現象的發生，能夠從容應對越來越多的業務量而造成的網絡帶寬消耗現象。
3.1.3 提高可管理性
網絡的核心主要就是網絡的運行，在實現網絡運行的時候，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和統一的網管系統作為支持。網管系統要應該簡單一種直觀的統一，不管是操作，還是一些系統上的管理，都要做到統一。
3.1.4 增強擴展性
在未來的發展中和網絡建設中，擴展的接口是需要建設的，隨著煤礦企業業務的多樣化和供求關系的變化，有必要對網絡進行升級，這是業務發展的需要，對網絡結構的設計和網絡產品的構建是主要途徑，能夠增強擴展性，使網絡得到很好的升級。
3.2 軟件平臺集成目標
提高和安全性。個自動化子系統都采用了相對較為不同的控制技術，數據表達的格式不能夠統一，其要求就是要完成新建成的系統能夠兼容不同的廠家的數據格式，正確的采集信息，實現系統的無縫連接。同時，安全性的系統能夠識別身份認證、授權、加密等等，完善了日志和數據備份功能。
集成的編程和組態。要想實現從設計等一些全過程的組態應用，就要采用統一化的圖形和對象的設計，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，可隨時的瀏覽系統狀態，實現資源的利用最大化。
4 總結
綜上所述，整合煤礦自動化系統是有百利而無一害的，可以節省經常維修而帶來的成本提高，有利于企業的可持續發展的經濟效益的提高，整個系統內各環節通過互動和資源共享，提高煤礦工作的效率，如煤礦生產部門的調控和信息的共享與整合，實現各個工作環節的信息和網絡化，達到科學合理的過程和結果，有利于深化煤礦企業的改革和提高其管理的水準，降低煤礦生產的安全風險，在獲得經濟效益的同時，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的研究與應用[J].山東煤炭科技，2012，03：155-156.
【關鍵詞】自動化控制技術；煤礦通風系統；應用
引言
隨著煤礦行業的高速發展，因此安全環節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大部分均為人工操作，還不能有效實現動態控制及監控，因此充分利用自動化技術便有著尤為深遠的重要意義，不但能夠使煤礦生產的安全性得到提高，而且還能夠有效改善煤礦通風系統的管理水平。
1 在煤礦通風系統中應用自動化控制技術的必要性分析
在煤礦通風系統中應用自動化控制技術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，將自動化控制技術運用在煤礦通風系統當中，能夠使煤礦通風系統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。這樣不但降低了維護環節的工作量，還使人力、物力資源得到了有效解決。
（2）另一方面，在現狀之下我國絕大多數煤礦通風系統所使用到的自動化設備具備的是分散、獨立的特點，基于這些特點的局限性使得這些設備參數不具全面性、可靠性與安全性均不高。并且，這些設備還匱乏自動化的診斷能力，使煤礦通風系統無法做到集中調度與監控，這樣便對煤礦通風系統的穩定及安全運行非常不利。鑒于此，將自動化控制技術運用到煤礦通風系統當中便非常有必要，這也是煤礦通風系統未來發展的必然趨勢。
2 自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用探究
圖1便是自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用原理。在設計過程中，需要重視三個方面的設計，分別是傳感器系統設計、通風系統設計以及中央控制系統設計。下面筆者便對這三方面的設計進行探究。
2.1 傳感器系統設計
在傳感器系統設計過程中，首先需要考慮的裝置便是信號發生器。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均應該對其完成。其中，涵蓋了指令和監控數據。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，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，進而把各路信號進行發送及接受。因為頻分制式的優勢極具明顯性，例如故障發生率較低、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，在頻分制系統中，用于發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 通風系統設計
通風系統能夠對風量進行調節，在設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，進而對風量進行調節及控制。以頻率發送器把風門或者葉片的狀態信號往地面控制室傳送。在這種情況下，地面控制室則應該以發出的信號為基礎，進而對風門或者葉片進行轉動。其二，以改善通風機的電機轉速為基礎，進而對變頻裝置進行設置，這樣便能夠對通風機電機的轉速實現有效改變。與此同時，對于井下局部通風機自動控制的實現，所使用到的是定時控制模式，進而以裝置定時器為基礎，對爆破開關加以設置，這樣便可以在爆破之后使自動通風得以實現。在西方一些國家，對于局部通風機轉速的控制，能夠讓已經設置的檢查元件進行完成，主要是讓作業機器在運作過程中所引發出來的某一種氣體的濃度或者空氣溫度的變化作為基礎，進而對控制動作進行完成。目前，我國在這方面的技術上還不具完善性，但毫無疑問的是，這給通風系統設計的進步及發展提供了具有明顯價值的參考依據。
2.3 中央控制系統設計
中央控制系統在設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勢。并且，還可以對絕大多數的任務進行有效完成。在應用過程中，其自動控制展現了精度高及速度快的特點。同時，還可以使控制過程得到優化，進一步使煤礦通風自動化控制系統的要求得到有效滿足。對于中央控制系統，其主要任務是對監測數據進行采集與處理，并以實際需要作為基礎，進而對通風量做出有效的動態控制。另外，中央控制系統還能夠使監控及報警功能得以實現。總而言之，中央控制系統所負責的任務涵蓋了：監控指令的發出、反饋監控信息的處理、監控數據的修改以及通風設備工作狀況的監視等。其中，如果在對通風設備工作狀況進行監視時有異常的情況發生，便需要通過報警或者啟動處理程序來對所發生的異常情況進行有效處理。
3 結語
通過本課題的分析與探究，充分認識到在煤礦通風系統中應用自動化控制技術的必要性。另外，在應用過程中，需要對傳感器系統、通風系統以及中央控制系統三方面進行精密設計，以此體現出自動化控制技術的實效性與科學性。相信將自動化控制技術有效應用在煤礦通風系統當中，能夠在很大程度上提升煤礦通風系統可靠性、安全性及管理水平，進而為煤礦業的穩健發展奠定堅實的基礎。
參考文獻：
[1]鄔如梁.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用[J].煤炭技術，2013（04）.
關鍵詞:自動化；煤礦通風；管理控制
煤礦井下通風狀況關系到礦井的生產全，采用自動調節和控制的技術，加強礦井通風技術，提高安全生產能力，將礦井通風過程中的自動控制和調節的技術加以提升，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手段。對于減輕事故發生的危害程度，提高礦井的安全系數，具有關鍵的作用。從當前常用的礦井通風系統的自動化管理方面進行分析，主要包括檢測通風狀況和監測環境質量等方面，常見的檢測是針對通風系統風量，常用的自動化通風系統包含了通風、信號、傳感器系統，主要由中央控制系統符合運行和協調。
1、煤礦通風系統自動化控制
進行煤礦通風系統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境，保持礦井內部的空氣的新鮮，將井下的有害氣體以及熱量、水蒸氣等加以排出，得到適合安全生產的礦井工作條件。檢測的內容包括瓦斯的含量的監控，系統通風量的及時調整，瓦斯含量如果發生了異常的升高或者涌出，應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，對于監控和調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，能夠控制風量計算模型，運用科學合理的通風系統的管理來保證系統運行的安全可靠。
2、自動化控制系統整體設計
2.1自動化系統采用的是集中控制和分散檢測的方式，建立了動態檢測煤礦的監控分站，對煤礦內部的氣體、風壓、溫度等狀況進行檢測，由煤礦通風總站將數據加以傳輸，得到了關于監控分站的各種數據的匯總，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控分站中的重要位置，達到通風系統的自動化控制的目的。2.2自動系統的原理，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的數據加以傳輸、匯總、分析和運行。自動系統包含了通風系統、中央控制以及傳感器系統等內容。傳感器系統包含了信號發生器等，將不同的信號加以傳輸和接受，得到了監控的指令和數據。信號經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送。頻分制的電路較為簡單，故障較少，頻率的接收和發送使用載頻器進行定型生產，吸納后通過動力線傳遞線進行傳輸，并對元件進行檢測。礦井的環境狀況等通過風量的控制得到精確的測量，測量到的數據包括了風量、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，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通風系統的自動化設置，采用風門和百葉窗的方式加以風量的控制和調節。頻率發送器將風門和葉片的狀態加以發送，最終傳送到地面控制室，根據葉片和風門轉動發出的吸納后，通過改變通風機的轉速產生的變頻信號，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，實現自動通風，采用工作面作業機器運行的方式，引發氣體濃度或者空氣的溫度的變化，最終對工作面的作業機器的元件進行控制，保證其良性運轉。2.4中央控制系統采用的是微型計算機作為核心裝備的設置方案，這種設置擴展能力較強，接口較大，在自動化控制中能夠優化控制過程，精度較高，速度較快，對通風自動化系統的需求是綽綽有余的。中央控制系統包含了報警和監控功能，能夠幫助監控站發出指令，處理反饋的監控信息，修改監控獲取的數據，執行選定的控制方案，對通風設備的工作進行監視。當異常情況發生的時候，相應的處理程序就會啟動并且報警。
3、自動化通風系統控制應用
值班人員根據顯示屏上的風量大小、風壓數值、有毒氣體含量等相關參數進行數據的檢測，然后負責將傳感器的數據進行曲線繪制，將數據曲線變化加以統計和匯總，得到系統的工作情況，幫助工作人員發現問題或者故障，最后將數據報表進行打印，供使用者查詢。進行通風系統的通風機的運行過程中，一旦出現故障，應啟動備用風機，通過系統發出的控制指令，將故障風機電源關閉，并實行自檢，確認無誤后再重新啟動。
結語：
通風系統要實現監控的自動化運行，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，這種設計方案能夠實現對通風系統的運行的實時監控，大大提高煤礦工作安全，降低通風系統運營成本，因此應在自動化運行中加以推廣。
參考文獻：
[1]鄔如梁.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用[J].煤炭技術,2013,32(4):62-63,72.
[2]幸大學.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用[J].煤炭技術,2013,(10):88-89,90.
關鍵詞：煤礦通風系統；自動化控制技術；應用
1自動控制系統的構成
1.1總控中心
控制中心的主要設備就是微型計算機，其優勢在于具有極快的操作速度，精度高，可擴展性強，數據接口數量多，這些特點保證了計算機能夠高效、快速的完成通風系統中的計算任務，實現自動化的控制與管理。總控中心可以實現對整個監控設備記性數據和信息的收集和分析處理，一旦發現問題，及時解決，實現對礦井中風量的實時監控與管理。控制中心還可以對全部的系統進行控制與監督，保證事故的功能性。
1.2通風系統
通風系統主要調節礦井中的風量，在系統中，變頻設備可以對通風機電機的轉速進行調節，保證礦井中風量的調整。傳輸系統調節風門和百葉窗的運行狀態，再將數據信息反饋給控制中心，控制中心對全部的數據進行分析，結合實際情況調整和制定風門或者百葉窗的角度，對礦井內部的風量進行及時的管理和調控。
1.3傳輸系統
傳輸系統中最為重要的組成之一就是指令發出系統，在自動化控制系統中，全部信號的接收和發射都是由指令發出系統實現的。
2自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用
2.1實時監控
對系統內部的信息進行實時監控，監控系統會收集到大量的數據信息，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參數，這些信息都將會出現在顯示屏中，為工作人員的具體工作提供相應的信息支持和參考依據。
2.2提供數據信息
通過數學曲線提供數據信息，為工作人員的工作提供基礎和保證，系統從監測設備中收集到大量的數據以及資料，通過圖形傳遞給工作人員，圖形所表現的內容體現了數據和文字的變化狀況以及變化趨勢。這些信息和資料表現了數據在不同時期的變化趨勢，以及系統中不同環節的工作狀態，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中的狀況，并發現系統內部存在的弊端和不足，以采取相應的措施進行解決和處理。
2.3查詢和打印數據表
自控系統可以幫助工作人員對數據結果進行實時的查詢和打印，有助于工作人了解并掌握系統的運行狀況，實現資料的分析和共享，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，為技術人員開展查詢工作創造了便利的條件。
2.4及時發現技術故障并采取措施
對系統進行全面的檢查，一旦發現技術故障，及時進行處理。如果發現通風系統中的通風機存在故障，自動化技術不能保證通風機馬上開始工作，應該保證其他通風設備安全運轉的同時，使通風量顯著提高，保證井內通風狀態良好。這一工作原理主要是通過總控中心進行指令的下達，將出現問題的風機進行暫時性的關閉，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時，對故障進行及時的處理。有系統可以進行出現問題的解決，為后期工作提供參考。
2.5建立安全生產體系
將自動化控制系統應用于煤礦通風系統中，不僅可以保證系統運行的安全，而且可以保證設備的可靠運轉。對于系統的安全生產具有積極的意義。積極合理應用自動化控制技術，可以盡量降低人為操作失誤，避免造成較大的安全事故。在安全生產環節，要責任落實到人，保證生產的細致化，每個工作人員做好自身的本職工作，保證生產安全。
2.6科學設計傳感器系統
實現煤礦通風系統的自動化管控，在對信號進行接收和傳輸的同時，進行合理的系統建設。信息指令和信息監測控制數據在系統當中。通風控制系統的多路信號可以分為時分制和頻分制，將二者進行比較，發現頻分制對信號的傳輸安全性更高，避免出現故障或者降低出現故障的頻率。由于電路的組成較為簡單，所以在傳輸系統中，可以使用載頻設備實現接收，進行信號的發送，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的風量時，要明確井下的環境以及通風設備中的風量，了解溫度條件以及有害氣體的濃度等內容。
2.7通風系統的設計
在對通風系統進行設計時，可以通過下述方法實現風量的調節。第一，進行百葉窗角度的調節，實現風量的合理調控，然后將風門的變化狀況以及數據通過頻率發送設備向地面控制系統進行傳輸。要通過自動化的方式實現井下開關的控制，進行合理的定位，將爆破開關在定時設備上安裝，爆破以后保證自動化的處理效果。現階段國際上通常采用檢測元件對局部通風設備進行轉速的調控和監管，在運行的設備中進行風速以及溫度的調節，依據設備運轉時空氣溫度的狀況以及氣體的濃度狀況實現合理有效的調控。有些技術現階段還不夠成熟，所以必須進行進一步的更新與調控。
2.8總控中心的設計
總控中心的重要設備之一就是計算機，微型計算機的接口數量較多，具有較強的可擴展性，可以實現任務的順利完成。使用微型計算機，可以提高自動控制系統的工作效率，保證工程的準確性，使自動化的水平更加提高。和通風系統的控制密切相關。總控中心的主要工作就是對數據和信息進行收集和處理。
綜上所述，煤礦生產中，通風系統的合理建設對于保證生產安全以及工作效率具有積極的意義，在系統中要注重實現自動化的管理，實現整個系統的綜合控制，正確計算風量，了解系統的運行狀況，保證系統的安全運行。及時采用有效的措施和方法，進行問題的解決，降低在系統中資金和人力資源的投入，保證生產高效率的進行，實現煤礦企業經濟效益的提高。
參考文獻：
關鍵詞：煤礦型乳化炸藥 微機自動控制 應用
0 引言
煤礦型乳化炸藥生產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乳化，繼而是九十年代中期的連續乳化，近年出現了微機監控的煤礦型乳化炸藥連續乳化生產線。連續乳化就是水相和油相按一定配比計量后連續不斷地加入到連續乳化機中，一次完成乳化并連續排出乳膠基質。工藝連續化程度高，乳膠基質質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，由于連續冷卻裝置、連續敏化裝置和自動裝藥機的開發應用以及微機監控系統的應用，從而誕生了乳化炸藥微機監控全連續生產工藝技術。目前國內新建乳化炸藥生產線均采用連續化生產工藝。微機監控連續化生產技術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實現了機械化自動化和微機化。采用自動控制和安全控制，預警、報警等技術手段，使其安全生產得到保證，勞動強度大幅降低，生產效率大大提高。
1 煤礦型乳化炸藥連續化生產線的主要優點
1.1 連續乳化生產，乳化是在瞬間完成，采用無金屬磨擦的系統密封，使軸密封處于最佳狀態，生產的乳化基質均勻、性能穩定、質量可靠。
1.2 規范整體工藝水平提高。連續冷卻與連續敏化工藝均采用低速工藝設備，使生產安全得到充分保證。
1.3 連續乳化設備內存藥量小，各工序間敞口作業，低壓管道輸送，所以更加安全可靠。
1.4 設備布置緊湊，生產效率高。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生產線工藝布置及工序簡介
按照GB50089-2007《民用爆破器材工程設計安全規范》及原煤炭部《煤礦爆破器材工廠乳化炸藥安全規程》的規定，生產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、連續乳化、連續冷卻、連續敏化、裝藥、包裝等八個主要工序組成。根據裝藥機的自動化程度，可設置一個工房或兩個工房，加上其它輔助工房及公用設施就形成了乳化炸藥生產線。
3 煤礦型乳化炸藥連續化生產線應用微機自動控制技術的目的
對生產過程的工藝技術參數及設備的運行狀態進行監測與控制，可使工藝參數的變化在一定的許可范圍內，有利于保證產品質量；連續在線監測設備運行參數，判斷設備故障等異常因素引起的參數變化，實時發出聲光報警并自動有序停機，實現安全生產。自動控制系統可保證生產過程中工藝參數穩定在生產設定值，使水、油相配比更加穩定和精確，實現自動生產作業。控制系統應具有以下功能：①實時監測各控制點（水相和油相罐、連續乳化機、敏化機）的溫度。②監控連續乳化機的電流、壓力、冷卻水狀態、噪聲。③實現水、油相流量自動調節，并進行斷料保護。④實現敏化劑、促進劑流量自動精密調節。⑤控制連續生產過程中工藝設備的運行狀態。⑥實現水相溶解罐的電子稱重及投料、溶解自動化。⑦實現水、油相輸送計量至乳化工藝的一鍵自動化控制。⑧實現所有設備在控制室集中控制。⑨對生產全過程進行可視監控（含裝藥和包裝）。⑩對工藝設備主要運行參數進行在線監測和超限報警。
4 煤礦型乳化炸藥連續化生產線應用微機自動控制技術的范圍及方式
4.1 油、水相各罐的溫度。（監控）
4.2 油相各罐和水相儲存罐的液位及水相溶解罐質量。（監視）
4.3 油、水相工藝流體的流量調節、斷流保護。（監控）
4.4 連續乳化機的電流、溫度、壓力、冷卻水狀態、噪聲。（監控）
4.5 關鍵監控參數超限檢測、報警和自動停機。（監控）
4.6 生產全過程視頻監視。（含裝藥和包裝）。
5 監控器件及作用
為實現安全監控，所需配置的監控器件或傳感元件有以下幾種，數量按設備數量和工藝確定。
5.1 溫度傳感器（現場顯示和遠傳兩種）。
5.2 液位傳感器（判斷物料的多少）。
5.3 電子稱重系統（測量物料的重量）。
5.4 壓力傳感器（判斷設備的壓力大小）。
5.5 流量傳感器（瞬時流量和累計流量監測和控制）。
5.6 拾音器（測量設備運行噪聲）。
6 控制流程圖
控制流程圖見圖6.1。
7 監控過程說明
7.1 水相溶解：使用電磁閥和電動推桿實現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檢測，達到設定量即自動關閉水閥及下料閥，實現水相制備自動化。
7.2 液位監視：油相各罐和水相儲存罐的液位數據由裝在各罐上的液位計輸出信號到數字顯示儀表進行實時顯示和二次控制。
7.3 油、水相流量數據由各自的流量計輸出到數字儀表，根據工藝要求通過變頻器調節泵的轉速來調節流量，以滿足工藝要求。
7.4 敏化劑、促進劑流量數據由各自的流量計輸出到數字儀表，根據工藝要求通過變頻器調節泵的轉速來調節流量，以滿足工藝要求。
7.5 使用自動乳化按鈕實現水、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、油相流量超過設定值，系統會自動發出聲、光報警并控制水、油相輸送泵和乳化機停機。
7.7 乳化機出現電流過大、出料溫度過高、壓力過大、冷卻水異常等現象系統會自動發出聲、光報警并控制水、油相輸送泵和連續乳化機停機。
7.8 所有設備除設置現場控制按鈕外，同時在控制室設置起動停止按鈕進行集中控制。
8 結束語
利用微機自動控制系統對煤礦型乳化炸藥生產過程進行監測與控制，可有效提高生產過程設備運行的可靠性和安全性；還可以使工藝過程更加穩定，產品性能得到提高，降低勞動強度。連續化自動化生產體現了文明生產、文明作業的現代化生產方式。對推動行業進步，實現連續化、自動化、微機化生產都具有重要意義。
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關鍵詞:煤礦綜采;煤礦工作面;自動化技術
doi:10．3969/j．issn．1006－8554．2016．06．154
引言
20世紀60年代時期，我國煤礦行業已經開始實現自動化生產，煤礦生產過程中涉及到的主要環節均已經實現了機電一體化。至今，在煤礦生產過程中自動化技術已經能夠滿足煤礦綜掘綜采工作面的監測、管理與控制一體化，并且對煤礦綜采的各個環節實現自動化控制管理與監控。在互聯網的支持下還能夠對煤礦調度運轉等進行綜合協調。
1煤礦綜掘和綜采工作面自動化技術
1．1煤礦綜掘和綜采工作面自動化技術構成
煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術擁有眾多技術支撐，其主要包括自動控制技術、傳感器技術、故障診斷技術、直線控制技術等多樣化綜合技術的運用［1］。煤礦綜掘與綜采工作面自動化系主要包括五大構造部分:①主采機組控制區。該區域主要是由采煤機、刮板機與工作面支架構成，其主要用于對煤礦采煤設備進行控制與挑戰。②轉載運輸控制區。該區域主要是由轉載機、破碎機、皮帶機等構成，其主要用于在煤礦工作面控制協調與主采機組推動一同移動，并且獲取煤礦工作面相關機械設備的工作數據。③為視頻安全監測系統，其主要用于監控煤礦工作面所有關于煤礦開采的相關工作，以全方位保證煤礦工作面開采的安全。④為通訊調度系統，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域。其是煤礦綜掘綜采工作面的綜合控制區域，能夠與地面開展信息溝通，可以對煤礦工作面的設備參數，工作運行狀態等進行監視控制管理［2］。
1．2煤礦綜掘和綜采工作面自動化技術要求
煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術是煤礦開采生產第一線的工作內容，同時也是難度最大，最為復雜的工作內容。因此，其對于自動化控制技術的要求較高。①煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術要利用遠程集中控制、區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要能夠實現在地面上利用自動化技術可以對礦井中的運輸機、采煤機等大型煤礦挖掘運輸設備進行控制。同時，還能夠對高壓開關、泵站等區域進行開關控制。再次，煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術利用遠程控制能夠保證在有煤流的情況下輸送機安全穩定運行，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充分啟停［3］。③當煤礦綜掘與綜采工作面系統出現工作故障時，監控系統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的發展趨勢
煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術的發展趨勢主要表現在以下幾個方面:①高度集成的綜掘和綜采現場信息。煤礦綜掘和綜采是一項十分復雜的工作，簡單的自動化技術難以滿足日常需求。我國煤礦綜掘和綜采自動化技術要求實現現場信息的高度集成，使得礦井內作業可以使用機械開展安全生產，并且利用傳感器對綜掘和綜采現場的信息進行采集，從而實現遠程設備控制，并且利用互聯網傳輸系統通過各種協議將綜掘和綜采現場能夠連接起來，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的主要發展趨勢，三機自動化控制系統、三機工況檢測與故障診斷系統、災害預測預報系統、采煤工藝智能化系統、模擬采礦系統以及決策仿真等系統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結語
隨著科學技術的發展與成熟，社會已經邁入現代化時代，自動化技術已經普及應用到各個行業當中，并且帶來了十分重大的影響。國家建設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。相信在未來的發展過程中，煤礦綜掘與綜采工作面自動化技術將會更加成熟，為煤礦開采做出更大的貢獻。
參考文獻:
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關鍵詞：自動化系統；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，畢業于河北工程大學煤礦開采技術專業，助理工程師，現就職于山西省原平市軒崗鎮焦家寨煤礦煤運站，從事煤質運銷工作
引言
我國煤炭行業經過近年一系列的改革和發展，煤炭生產的各個環節自動化水平逐年提高，技術水平得到長足的發展。以焦家寨煤礦公司的煤礦鐵路裝車系統為例，傳統裝備技術發展水平有限，一直以來裝車控制系統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備事故甚至人身傷害事故，給企業造成不必要的安全隱患和財產、人員損失。通過一系列的實地調研和分析研究，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需求，已有多個成功應用運行的案例，且收到了較好的實際使用效果。鐵路裝車集控系統是一套綜合集成自動化控制系統，實現了鐵路裝車管控信息管理一體化。該系統主要包括四部分：自動化控制系統，工業電視監控系統，液壓閘門系統及信息管理系統（可選）。集控系統主要功能是快速準確定量地完成各種產品的快速裝車，并實時準確地記錄下裝車信息，形成信息報備，便于后期進行數據處理和管理等。該系統操作界面直觀簡潔，管理簡單，監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。系統控制主要分為自動、手動兩種控制方式。自動時，系統控制過程主要由控制應用軟件程序自動實現；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解決方案中自動化控制系統是整個系統的核心組成，對整個系統的運行進行統一綜合管理。下面主要探討自動化控制系統的運行機制和原理，為今后系統的運營維護和升級改造提供一定的技術依據，也為熟悉系統的運行和管理打下基礎。
1自動化控制系統
自動化控制系統由硬件系統和軟件系統兩部分組成，硬件包括可編程控制器（PLC）、工業上位監控計算機系統、網絡通信系統、電子軌道衡稱重系統、車號識別系統、皮帶稱重系統、給煤系統、料位計及其它信號檢測系統、就地控制等；軟件包括上位監控軟件、軌道衡稱重軟件、裝車控制應用軟件等。1．1自動化控制系統中PLC的功能及優點PLC（ProgrammableLogicController）作為系統的信號采集和數據運算處理核心，是整個自動化控制系統的核心。通過它可以完成現場信號采集，實時數據運算處理，邏輯信號閉鎖及實時通信。使用PLC的優點：設備之間的閉鎖關系通過軟件實現，避免了通過繼電器硬接線實現連鎖而造成的接線復雜、故障點多的現象。而且當控制流程改變而要改變閉鎖關系時，通過計算機更容易實現；通過PLC的診斷功能和上位監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，從而提高生產效率；PLC輸出控制通過隔離中間繼電器實現，這樣可以保護輸出接點，延長輸出接點的使用壽命，從而降低以后設備運行過程的維護成本；完善設備保護信號設置，可以對設備實施有效地保護，降低設備故障率和設備的維修費用，提高生產效率［2］。
1．2控制系統操作模式
全廠集控控制系統的操作在控制室內完成，通過調度監控計算機實施監控操作。通過采用工業計算機作為人機接口實施監控操作，具有如下優點：計算機通過以太網OPC（OLEforProcessControl）通信方式和PLC相連，代替傳統操作臺上的主令器件操作方式，使操作簡單方便；避免了傳統操作臺的硬接線方式，減少了故障點，更利于維護檢修；系統組態方便。可根據生產過程的需要組態操作畫面，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。控制系統操作過程通過工業計算機進行。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換而不影響設備的原有運行狀態。在集中方式下集中控制系統還具備對設備的單獨控制功能，可以實現對單臺設備的單獨起停車操作。
1．3自動裝車控制系統工作原理
當軌道衡自動識別系統識別到第一節車箱行駛到快加給料機允許加料位置時，工控機控制系統發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；當第一節車箱開始上衡時，工控機控制系統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定值時，停止慢加煤料；然后工控機控制系統自動進行稱量數據采樣和處理；當第二節車輛行駛到快加給煤機允許加煤位置時，重復上述動作，直到全部車廂通過秤臺并加煤完畢為止。該控制系統可實現下列功能：自動判出機車后車輛數、總軸數；自動標簽對位并將讀出的車號信息與現車準確對位；自動判斷每節車廂是否完全上衡，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，節約物料損耗。
2系統實施具體內容
根據煤礦現狀，實現集中控制裝車的控制要求，對系統進行了如下設計：通過系統設計實現裝車集中控制系統快速準確定量的完成裝車，形成裝車記錄，系統操作簡單，實時監控畫面按照裝車功能分頁顯示，設備工作狀態明晰直觀，各項故障狀態可以及時了解、處理；裝車系統實現自動化控制，裝車系統過程數據上傳到綜合自動化平臺，達到在集控中心監控和對裝車數據進行處理。系統實施進度：首先實現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運行的可靠性；在不影響煤礦正常裝車生產的前提下可先實施半自動化調試過程，然后逐步模塊自動化調試，最后整體調試。由于煤礦的給煤系統、裝載系統、軌道衡稱重系統、車號識別系統硬件到位情況，考慮到煤礦外運量，實現集中控制裝車要增加很多設備，軟件編制調試任務最大而且需要時間，因此為了更好地完成系統功能，可考慮分步實施：首先完成系統現有各功能模塊的安裝、調試，并進行集中調試；然后在計量控制室增加PLC通訊分站、平煤器系統，并與現有控制系統關聯，實現對現有的給煤機、皮帶運輸機、倉口、平煤器、軌道衡、車號識別、鐵牛等關鍵設備的配線及軟件集中手動控制，進而實現系統半自動化控制；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試，逐一完成各模塊的控制，最后綜合調試。
3結語
本系統通過PLC控制的各個系統與現場總線的有機結合，實現了裝車自動控制。有效提高鐵路裝車的效率，操作員在控制室既可了解現場設備的工作狀態，也能對其運行參數調整，還可預測或尋找故障。整個系統始終處于操作員的遠程監視與可控狀態，提高了系統的可靠性、可控性和可維護性。系統集成了設備檢測、變換和補償功能，實現了控制和運算功能，不僅方便了用戶，而且有效降低了裝車系統的運行成本。
參考文獻
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關鍵詞：煤礦；自動化技術；發展現狀；發展趨勢
隨著信息化的發展，人類已經進入信息時代，自動化技術呈現出智能化、多功能化等特點。在各個行業都得到了廣泛的應用，我國煤礦行業在20世紀60年代起開始實行自動化，煤礦生產的各個環節都已經實現了機電一體化。應用自動化技術在煤礦企業建立大型、開放的分布式網絡控制系統，可以實現全礦井的檢測、管理、控制一體化，并對生產的各個環節進行自動化控制，利用網絡進行生產的綜合指揮調度及業務運轉，能全面提高煤礦的生產水平。本文結合實際談談煤礦自動化技術發展現狀及發展趨勢。
一、煤礦自動化的發展現狀
（一）采掘機械自動化。隨著計算機技術和傳感器技術的不斷發展進步，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合控制，實現了采煤作業的綜合自動化。另外，計算機一般具有離機操作的功能，可以進行設備的故障診斷和工況檢測。采煤機經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展方向；液壓支架實現了高壓、大流量供液。掘進機發展到由大型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結構與礦井的安全監控系統聯網。采用全數字化控制和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。國外先進采煤國普遍采用全數字SCR―D系統進行礦井提升運輸。隨著變頻交流系統的迅速發展，PLC控制的提升機被廣泛應用，形成了標準產品，實現了提升工況流程控制、安全回路檢測。
（三）安全監控系統。由于作業條件艱苦，并受到水、火、冒頂、煤塵和瓦斯等自然災害的威脅，煤炭行業發展煤礦自動化設置安全監控系統十分必要。我國自上世紀70年代起，從國外引進先進的安全監控系統和制造技術，經過多年的消化和吸收，已經出現了幾十家生產煤礦安全監控系統的科研和生產單位，包括AL、TF200、KJ系列等監控系統。從系統的結構和計算機應用的角度來說，與國外90年代的水平相當，但傳感器的種類較少、穩定性差、壽命較短，系統維護的工作量大；由于軟件的檔次不夠，缺乏專家的診斷和決策，許多監控系統缺乏可靠性、利用率較低。
二、煤礦自動化的發展趨勢
（一）現場信息自動化控制。過程控制系統的遠控集控要求現場信息的高度集成。儀表技術的智能化、現場總線及工業以太網技術的全面迅速發展，為過程控制系統的現場信息高度集成化提供了基礎。其整體思路是在設備自動化的基礎上，使礦井安全生產的機械化、信息化、網絡化、數字化、自動化成為可能，并實現本地、遠程、移動、固定的立體數字信息化網絡管理系統。通過傳感器對現場信息進行采集實現對現場設備的系統控制，按照主控器指令通過執行機構實現對現場設備的控制，再通過網絡傳輸系統利用各種協議將各個現場控制系統連接，并將獲得的系統信息傳輸到地面的集中監控中心。通過監控軟件（HMI/SCA―DA）和監控中心服務器對礦井內的多有自動化子系統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的過程控制技術引入礦井自動化集中控制中心，采用工業以太網技術和先進的自動化采掘設備，在礦井集中監控中心建設的基礎上，實現企業集控中心對遠程監視、監控和操作礦井關鍵設備的目的。采用統一標準化組態軟件編程，實現各類系統或設備在地面的在線參數化，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，并對企業內個性資源進行統一的集中調度。煤礦自動化發展的方向是在礦井過程自動化集中控制的基礎上建設企業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，跨礦井實現對過程控制層、基礎設備層、企業各級管理層、安全生產調度曾的集中統一控制，建立企業的數據倉庫，改變原有的額煤礦安全生產模式，實現管控一體化的礦井生產模式。
（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和高效的自動控制網，實現對企業多有礦井全生產過程的在線監控和遠程操作。借助中心集控軟件監視礦井內各個設備的運行狀態，進行設別的遠程診斷并調整相關參數。根據設備或系統的故障類型將設備檢修、維護等指令下達給礦井人員，令他們第一時間達到現場并進行故障處理。借助于生產制造的執行系統，調度生產計劃、分析設備監控和各類生產數據。綜合過程動態畫面和實時數據，對作業繼承、設備狀態、現場環境等進行及時反饋，實現生產現場的監視與跟蹤，為企業的安全生產和管理決策提供支撐，發揮自動效能，為企業創造效益。
三、小結
我國煤礦自動化的發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展和提高。筆者認為，未來煤礦自動化將向著現場信息自動化控制、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展。
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【關鍵詞】自動化；煤礦；集中化；多元化
1 煤礦自動化技術的重要意義
基于生產管理與安全需要，煤礦自動化技術具有重要意義：
1）提高生產效益、迎合市場需求。自動化技術在煤礦中的運用使得信息管理更加精細、方案設計更加完整有效、風險因素控制更加全面與及時，因而能夠保證煤礦生產“安全、高產、高效”；先進的自動化控制系統代替人力的作用使得煤礦生產效率整體提高，產品種類多，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）節約物質人力資源。由于自動化系統在生產設備中的嵌入，使得體力勞動總量與強度大幅度降低，因此參與的工人數量相對減少，轉而從事較高技術含量的崗位工作，人才隊伍素質建設得到強化，從而使得勞動條件更好，生產成本更低，工作效率更高。此外，自動化系統加強了生產設備的使用管控，因此使用率更高，損耗率更低，故障維修次數更少，實現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局面，決定了我國煤炭生產中存在較多的風險因素，對生產過程與設備運行管控都提出了較高的要求，自動化系統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定因素，基本實現了生產過程管制，極大了提高了煤礦生產的安全冗余。
2 我國煤礦自動化發展現狀分析
2.1 我國煤礦自動化發展過程中所取得的成績
煤礦自動化技術的應用推動了自動化產品質量的提升。煤礦自動化產品是計算機技術、通信技術以及自動化技術相互融合在煤礦企業生產中的具體體現，從當前的情況來看，煤礦自動化產品擁有大量類似于機械手等執行機構，且質量較高，能夠直接實現生產作業。同時，煤礦自動化產品還擁有通訊模塊，應用這些產品將能夠實現數據的傳輸，在我國很多的煤礦生產現場，自動化產品的網絡通信方式多樣化，能夠進一步提升煤礦生產作業的效率和自動化水平。這一層面是當前煤礦自動化發展的優勢體現。
2.2 我國煤礦自動化發展過程中存在的問題
（1）應用范圍局限性。當前，我國煤礦企業的生產操作只局限在生產環節的自動化發展趨勢，從整體上來看，自動化的程度還有所欠缺。先從煤礦企業安全監測系統來講，該系統在運行的過程中依舊采取傳統意義上的集散式監控模式，這一模式的運行速度較慢，卻缺乏穩定性，對于煤礦企業整個系統的良性運行產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控系統來分析，其監控的范圍較小，不能夠實現系統化的監控，加之監控裝置和保護措施的應用不到位，很容易發生事故，這樣也影響了煤礦自動化的運行。
（2）系統非完整性。煤礦自動化發展的過程中監控系統缺乏完整性，這也在一定程度上制約了自動化的發展。從當前的情況來看，我國的煤礦企業主要有專用的工業控制網、MCTP系統、工業以太網等高速的監控網絡系統，雖然這些技術的自動化程度較高，但是通過調查發現，在煤礦企業當中很少有企業應用這些技術手段，這樣將會影響到煤礦企業的自動化發展進程。更不用說為企業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、完整的實現全礦井綜合自動化，所有系統都共用一個網絡平臺，可以說礦井自動化建設還存在許多的問題有待研究和解決。
3 我國煤礦自動化發展方向分析
近年來，物聯網技術和云技術的出現，給我國煤礦自動化建設提供了一個良好的技術平臺，未來我國煤礦自動化建設將往以下幾個方面發展：
3.1 高度集成的現場信息
煤礦的作業過程是一項復雜的系統工程，由于地質條件復雜多樣，條件惡劣，不可預測的狀況時有發生，簡單的自動化控制無法滿足煤礦作業的需要，近幾年來，煤礦綜合自動化在我國發展十分迅猛，國內外不少IT企業都十分關注并參與了我國煤礦綜合自動化建設，自動化控制系統的遠程集控要求現場信息的高度集成，現在很多企業的自動化系統雖然能夠滿足現場設備的自動化控制要求，但不能遠程可視監控，不能給井外提供足夠的現場設施、設備信息。高度集成現場信息的思路是在設備自動化的基礎上，使礦井內的作業通過機械安全生產，并通過傳感器對現場信息進行采集，實現遠程、移動方式去實現對現場設備的系統控制，按照主控器指令通過執行機構實現對現場設備的控制，再通過網絡傳輸系統利用各種協議將各個現場控制系統連接，并將獲得的系統信息傳輸到地面的集中監控中心。通過監控軟件（HMI/SCA―DA）和監控中心服務器對礦井內的多有自動化子系統進行集中控制和管理。
3.2 基于企業級中央集控系統的自動化控制。
回顧煤炭工業的發展歷程，自動化是其未來發展不可回避的一條路，也是必經之路。煤礦通過建立自動化系統的遠程監控、診斷與維護中心，實現煤礦綜合自動化平臺、生產過程的自動化系統與信息化的有機融合，從而加速信息化向煤礦生產過程和系統的延伸，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，自動化產品的進入將逐步使煤炭市場由粗獷型向高效型轉變，因此建設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備進行管理，是企業提高生產效率的重要方式之一，加強進下采煤作業自動化控制也是核心之一，使其融入整體系統架構中，在現有的自動化建設基礎上，改進整個系統，全自覆蓋整個生產環節，效能更全面。能過集成控制中心可以實現對整個生產加工環節的設備進行參數設定，對井下環境參數進行分析判斷，對可能出現的危險提供預警，以及統一對煤礦資源進行調配，統一管理，避免浪費。
3.3 多元化的自動化發展格局
目前以生產過程自動化控制發展格局將會朝著多元化方向發展。在發達國家，采掘機械普遍通過地面的計算機控制，根據對開采環境進行分析，合理調試采煤機、運輸及支架進行聯合控制，而我國現代化采礦技術在快速發展的同時，尚需不斷研究開發新技術，我國機械化采煤產量和程度，取得快速增長，但高強度開采工作面裝備智能化技術有待研究開發，真正實現煤機裝備的自動控制，工作面無人化將是主要的發展方向；提高工作面成套裝備系統可靠性的綜合技術有待進一步研發；安全、環境與采煤的協調開采技術有待研發；高強度開采條件下圍巖活動規律有待進一步研究，在未來，礦井自動化是煤礦企業的主功方向，安全、高效、結構優化、可持續發展是我國煤礦發展的方向，而近期綜采技術發展的重點是采煤工作面的自動化回采成套技術，加快錨桿支護速度的煤巷掘進高效快速成巷成套技術，巖巷掘進機械化快速成巷成套技術，以及適應不同條件的高效安全輔助運輸系統成套技術。
4 結語
煤礦自動化未來的發展主要依靠企業級的集控中心―標準化的工序和技術、高新的自動化煤礦設備、高速的自動化計算機網絡、先進的煤礦調度室技術。通過整合各類數據，增加程序管理的透明度，達到了提高煤礦生產力、安全可靠性，增強企業的經濟、社會的綜合效益的目標。
參考文獻：
[1]沈權.論煤礦自動化生產的問題和趨勢[J].電子世界，2012（12）.
關鍵詞：煤礦；控制系統；運輸控制系統
中圖分類號：TD724 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）30-0173-02
煤礦地面生產控制系統是個復雜的系統，涉及多方面的技術，包括網絡通信技術、機電一體化技術、計算機軟件技術以及管控一體化技術，現代化的煤礦地面生產控制系統的建成不會一躇而就，而需要一段較長的艱苦過程。
1 煤礦地面生產控制系統的主要組成
1.1 煤礦礦井提升控制系統
煤礦礦井提升控制系統是煤礦地面生產控制系統的一個重要組成部分，一直以來，擁有先進采煤技術的國家一直非常重視煤礦礦井提升控制系統的技術以及設備的研發，許多先進的自動化控制技術被應用到該領域，隨著技術的發展，煤礦礦井提升控制系統已經開始逐步實現數字化以及集成化。煤礦礦井提升系統是礦井生產系統中的重要組成部分，是聯系地面和井下的咽喉要道，礦井提升系統擔負著提升全礦的煤、材料、設備及人員的重要工作。煤礦礦井提升系統可分為立井提升系統和斜井提升系統兩大類，劃分的標準是井筒是否傾斜，有傾斜稱為斜井提升系統，無傾斜稱為立井提升系統，無論是哪種提升系統，所包括的設備基本相同，主要有提升機、井架、天輪、提升容器以及裝卸載附屬設備等，所有的設備要成為一個整體，平穩運轉，就必須借助煤礦礦井提升控制系統來實現。
1.2 煤礦帶式運輸控制系統
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集成應用光纖通信技術、網絡技術、計算機技術以及電子電力技術等，多種科學技術的應用將煤礦帶式運輸的效率大大提高。借助各種可視化操作，煤礦帶式運輸的操作人員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，及時發現、解決運行過程中出現的各種問題，降低故障時間，可以說，正是先進的煤礦帶式運輸控制系統使煤礦的煤運輸實現了高效率、高質量以及高效益。
2 我國煤礦地面生產控制系統存在的問題
①盡管我國的煤礦地面生產控制系統的研究和生產取得了豐碩的成果，但與擁有先進采煤技術的國家相比，我國的煤礦地面生產控制系統還存在諸多的問題，如：安全可靠性還不能完全滿足長時間安全生產的需要、各項技術性能指標也都呈現落后。煤礦地面生產控制系統是一個復雜的系統，涉及學科眾多，我國煤礦地面生產控制系統的落后，其實反應的是各種學科的落后，從基礎的傳感器研究到自動化控制理論的研究，從系統的設計思想到制造工藝都呈現一定的落后態勢。
②集成度不高是我目前煤礦地面生產控制系統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備，但由于缺少總體規劃，各種設備都是在很長的跨度時間內引入的，因此這些設備雖然很先進，但卻自成一體，缺乏集成性，因此雖然引進了設備，但卻并沒有如預期的那樣大大提高煤礦的生產效率。
③煤礦地面生產系統是軟硬結合的系統，只有軟件和硬件相配備，才能高效運轉。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，對相應的軟件開發投入嚴重不足，由于相關的應用軟件不完善，整個煤礦地面生產系統的自動化水平受到極大的限制。
④煤礦地面生產控制系統中各種硬件產生的信息利用率不高，缺乏綜合利用，降低了整個系統的自動化水平。如果系統中大量硬件設備采集的信息只是用于本地顯示，無法實現系統資源的共享，就無法實現整個系統的有效控制，因此要打破系統中的信息孤島，讓系統中各個硬件設備采集的信息共享，提高整個系統的綜合利用效率。
⑤煤礦地面生產控制系統的一大發展方向是智能化，但我國煤礦地面生產控制系統智能化水平普遍較低，一個系統要實現智能化，除了要實現對實時、歷史的數據存儲外，還需要有分析、處理這些數據的能力，實現自我決策或為人工決策提供各種處理后的數據。
⑥缺少足夠多的智能化傳感器，傳感器位于整個控制系統的最前端，采集來自系統中的數據，目前我國許多煤礦所用的還是一些老式傳感器，不能實現自動校正、無法實現非線性的自動補償等功能。
⑦機電一體化水平不足、機電一體化技術是指將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術，目前，我國煤礦地面生產控制系統機電的一體化程度融合還不夠，只有充分融合，才能有效發揮地面生產控制系統的作用。
⑧系統中各個硬件設備獲取的信息還不夠詳盡。要實現地面生產控制系統的自動化、智能化就離不開底層各設備獲取的數據，但我國煤礦地面生產系統的現狀是許多老的設備只能完成基本的操作，并不能上傳詳盡的數據，影響地面生產控制系統的自動化水平。
3 我國煤礦地面生產控制系統發展的對策
①積極提升煤礦地面生產控制系統的自動化水平，自動化是煤礦地面生產控制系統的發展方向之一，與先進采煤國家相比，我國煤礦地面生產控制系統的自動化水平還有待提高，一方面要積極引進發達國家的先進技術，另一方面也要提升自身的自主開發能力，通過引進和自主開發加快我國煤礦地面生產控制系統的自動化進程。
②系統的智能化可以減少工人勞動強度、提升煤礦地面生產效率，因此要大力提高整個煤礦地面生產控制系統的智能化水平，積極改造或替換系統中的老舊設備，研發系統綜合處理數據的功能，使系統能夠預測和診斷故障，并為人工決策提供數據支持。
③加大系統中傳感器的研究和開發力度，對傳感器的開發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境下依然能夠長時間穩定工作；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、自我調節以及自我診斷。
④新技術的發展日新月異，因此要關注新技術的發展，積極引進一些對促進煤礦地面生產控制系統有幫助的新技術、新設備，為提高煤礦的生產效率服務。
4 結 語
近年來，許多先進的自動化控制技術被應用到我國的煤礦地面生產控制系統領域，隨著技術的發展，煤礦地面生產控制系統正逐步實現數字化以及集成化，但與采煤技術發達國家相比，我國煤礦地面生產控制系統還存在許多問題，需花大力氣提升煤礦地面生產控制系統的自動化、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.淺談煤礦地面生產系統設計[J].科技與創新，2014，（6）.
[2] 賈麗偉.煤礦機電自動化技術創新分析[J].中國科技縱橫，2014，（3）.
【關鍵詞】PLC模擬；調試；OPC技術
一、現況簡介：
隨著現代科技的飛速發展，物聯網技術已廣泛應用于煤礦安全生產和經營管理的各個方面，云計算則有效地促進了物聯網與互聯網的智能融合。物聯網與云計算技術在煤礦安全生產中應用的程度，直接體現出整個礦井綜合自動化建設水平。
在集團公司塑造品牌煤礦、建設數字化礦井的號召下，北皂煤礦建成了國內煤炭行業的第一個井下工業以太環網，作為整個礦井信息化的系統平臺，并投入運行。北皂煤礦于2004年開始礦井自動化系統建設，經過多年努力，先后建設了皮帶、供電、選煤、排水、壓風等多個自動化控制系統，貫穿了整個礦井的各個生產環節。這些系統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地點。當自動化系統因生產需要調整時，需要在現場對控制設備的程序進行調試和試運行，而礦井生產任務緊張，往往調試時間不足，問題或缺陷不能及時被發現，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，用于礦井各自動化系統調整后程序的調試和試運行工作。
二、項目設計：
1、項目介紹
北皂煤礦共建設了皮帶、供電、排水、壓風、選煤等多個自動化控制系統，這些系統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。當自動化系統出現問題時：
第一：需要廠家到現場調試處理，而廠家往往不能及時趕到現場，對煤礦安全生產帶來了問題。
第二：出現問題需要及時處理，因這些系統的PLC的編程環境和上位機組態軟件和驅動程序等都不相同，現場設備很難滿足所有PLC系統軟硬件要求。程序的調試過程復雜、繁瑣，需要反復的修改、論證，而且需要人到控制現場進行試運行調試，在調試的過程中難免會出現因程序編寫錯誤從而影響設備和系統的運行，給正常生產造成了一定的麻煩。
2、設計原理
可編程序控制器（PLC）是綜合了計算機技術、自動化控制技術和通訊技術的一種新型的、實用的自動控制裝置，它被廣泛地應用于工業控制領域，具有可靠性好、穩定性高、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，并大量的應用于礦井的各個自動化控制系統。
PLC模擬系統將幾套國際流行PLC系統設計在一臺實驗臺中，每套PLC系統安裝CPU模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、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模擬系統為一臺PLC控制柜，柜內安裝PLC模塊，控制柜面板上設計指示燈、按鈕和10寸顯示屏，按鈕可以用來模擬現場干接點傳感器，指示燈模擬現場設備開停狀態。下載通過HMI軟件組態好的畫面到顯示屏，更加生動形象地模擬現場設備運行情況。
1）、西門子PLC模擬系統
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、電源模塊和編程設備組成。
PLC 采用循環執行用戶程序的方式。OB1 是用于循環處理的組織塊（主程序），它可以調用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。在起動完成后，不斷地循環調用OB1，在OB1 中可以調用其它邏輯塊（FB， SFB， FC 或SFC）。循環程序處理過程可以被某些事件中斷。在循環程序處理過程中，CPU 并不直接訪問I/O 模塊中的輸入地址區和輸出地址區，而是訪問CPU 內部的輸入/輸出過程映像區。批量輸入、批量輸出。
梯形圖中的線圈“通電”時，對應的輸出過程映像位為1 狀態。信號經輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對應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，對應的輸入過程映像位（例如I0.0）為1 狀態，梯形圖中對應的輸入位的常開觸點接通，常閉觸點斷開。某一編程元件對應的過程映像位為1 狀態時，稱該編程元件為ON，過程映像位為0 狀態時，稱該編程元件為OFF。
4、原理的應用
PLC模擬控制系統解把多個國際主流PLC整合在一個控制柜中，進行模擬調試、試運行，避免了操作不當或程序錯誤造成的系統無法正常運行的同時，更避免了繁瑣、復雜的調試過程，極大地縮短了程序調試的時間，為各自動化子系統的建設提供了便利。
該系統應用了PLC技術、OPC技術等先進技術，并把國際主流的多個PLC進行整合到一個控制系統中，通過PLC模擬應用系統的開發可以將礦井所有自動化控制系統或PLC控制系統進行模擬演示，可以為工程技術人員針對礦井控制系統進行程序調整和模擬運行，避免了現場聯機運行和調試造成的失誤甚至影響系統運行等問題。這套系統融合了國際上主流的PLC、組態軟件、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，包括系統接入、集成和組態等任務，是一套現代化的科技創新系統。目前該系統的應用在國內還尚屬首次，該 PLC模擬系統的應用將使北皂煤礦礦的信息化水平更上一個臺階，并將保持國內領先地位。
三、應用效果
符合我礦自動化系統開發要求的模擬控制系統整合了西門子和羅克韋爾兩種主流PLC，設計合理，配套就地操作顯示屏，生動形象地模擬了設備的運行情況。系統配備了上位機，并安裝上位機軟件和OPC接口程序，完成了系統平臺的建設。系統配備了相關數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、總線通信模塊及網絡通信模塊。通過對綜合自動化平臺模擬實驗系統的使用情況進行分析調查發現，通過操作人員的操作，系統運行正常、故障率低，及時的根據需求使用系統進行設備調試，避免了現場聯機運行和調試造成的失誤甚至影響系統運行等問題。
綜合自動化平臺模擬實驗系統的應用，解決了維修人員不足的問題，可以調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的應用，大大減少了維修人員誤操作的可能性，進一步確保了設備運行的安全性，帶來因設備損壞造成的經濟效益是非常巨大的。綜合自動化平臺模擬實驗系統的應用，確保系統的安全、可靠、穩定，使企業走在最先進的科技前沿。
四、結論
