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摘要：本文主要分析如何进行煤矿电气自动化控制系统的改进和优化设计，在这个过程中主要分析了进行系统优化的必要性，在此基础上提出相应的优化策略，以此来提高煤矿电气自动化控制系统优化设计的有效性，不断提高煤矿电气自动化控制系统运行的安全性和稳定性。
关键词：煤矿；电气自动化；控制系统；优化设计
1煤矿电气自动化控制系统概述
1.1煤矿电气自动化控制系统的内涵。电气自动化控制系统的产生和运用主要得益于现代计算机技术的完善和发展。电气自动化控制系统在运用的过程中主要基于PLC技术，在此基础上实现对煤矿电气的自动化控制。PLC技术在处理效率和安全问题的过程中表现出其高效性。煤矿电气自动化控制系统的主要构成如下：电源、通风机、断电和防水等，煤矿电气自动化控制系统在运行的过程中主要从煤矿作业的实际情况和具体条件出发，对CPU变化信号进行控制，从而发挥其保护的功能。
1.2煤矿电气自动化控制系统的特点。首先，运用煤矿电气自动化控制系统能提高矿井生产的效率。相较于传统的人工开采模式，煤矿电气自动化控制系统的运用能有效提高生产的效率和质量，而且能实现对人力资源的合理配置，减轻工作人员的劳动强度。其次，运用煤矿电气自动化控制系统能有效提高矿井安全生产水平。煤矿开采的环境大多较为复杂且恶劣，主要表现为开采当地水文地质条件较为复杂，因此对于煤矿开采有着更高标准的要求，需要积极运用煤矿电气自动化控制系统，以此来提高煤矿生产的效率，保证煤矿开采的质量。最后，运用煤矿电气自动化控制系统能实现节约能源且保证采煤质量的目的。煤矿电气自动化控制系统在运用的过程中能充分结合不同设备的运行情况，实现对设备运行的优化和调整，以此来提高资源利用的效率和质量。
2如何实现煤矿电气自动化控制系统的优化
2.1明确设计思路。实现煤矿电气自动化控制系统的优化，关键在于明确设计思路。首先是完善煤矿电气自动化控制系统的报警功能。在这个过程中要注重不断加强一体化监控平台设计，从而根据系统所提供的报警信号完成故障情况的记录工作，以此来提高针对系统的管理和控制。相关技术人员可以根据子系统信息进行数据查询。其次，需要完善煤矿电气自动化控制系统的功能，例如通过电气自动化控制系统提供实时曲线，同时完成对数据库中信息的保存。
2.2提高设备选型的科学性。在选型的过程中要充分考虑煤矿开采与生产过程中对设备的需求。即选型要以降低能源消耗并且同时保证硬件资源充足为主要出发点。在这个过程中需要设计人员完成系统分类的工作，在分类的过程中需要充分考虑到供电系统运行的状况，之后及时调整继电器安装的位置，以此来保证煤矿电气自动化控制系统运行的安全性和稳定性。在选择单片机的过程中也要注重考虑煤矿开采的实际情况和开采环境，以此来保证单片机运行的安全性。
2.3硬件创新设计要点。进行硬件创新设计，关键在于提高水泵机房电气自动化控制系统的抗干扰能力，同时提高系统的负载能力。在实际煤矿生产的过程中仍然存在许多的影响因素，这些因素会影响到电气自动化控制系统运行的安全性和稳定性，为了保证其安全稳定运行，需要不断加强抗干扰设计。进行抗干扰设计的主要内容如下：首先需要积极运用电磁屏蔽效应，在这个过程中需要运用到金属壳来实现对干扰信号的屏蔽。其次可以选用专业的屏蔽设备，例如隔离变压器等，以此来提高电气系统的抗干扰能力。最后要提高布线的科学性，将弱电信号线和强电动力线相分离，从而采取单独走线的模式，这样做的目的在于避免双线交叉从而造成干扰。
2.4软件创新设计要点。首先可以加强软件结构设计，煤矿电气自动化控制系统中的核心和关键主要为程序设计和模块化设计，在这个过程中需要相关设计人员在明确煤矿工作面具体情况的基础上进行任务的划分，同时还需要做好编写和调试工作，最后进行任务的整合，以此来实现对程序结构的调整和优化，使得软件程序结构不断完善，从而更好满足煤矿生产过程中的需求。
2.5电气自动化控制系统的运行。要实现对电气自动化控制系统运行的管理和控制，需要建立起三层网络控制系统，以此来保证对采煤、运输和加工等的管理，在这个过程中需要积极运用现代信息和新型的自动化技术。煤矿电气自动化控制系统的重点如下：控制层、设备层物理结构和控制层物理结构。其中控制基础信息层是建立在以太网开放网络的基础上的。其次管理层中主要运用到计算机技术来实现对煤矿企业各项信息的收集和整理。煤矿自动化控制系统的内部结构较为简单，调度中心指挥人员主要结合大屏幕的内容进行调度，以此来充分了解煤矿生产的各项信息，在充分分析信息的基础上对人员进行调度。而在煤矿生产过程中进行控制时需要发挥煤矿生产职能部门的功能和作用，以此来实现对系统生产不同环节监督和管理工作全覆盖，以此来提高生产的安全性。
3案例分析
成庄煤矿为特大型矿井，其年生产能力为8.0×106t。如今，该矿井现有110kV变电站一座，设置在主采区，变电站的电压等级为110kV/38.5kV/6.3kV，主变容量为2×31500kV·A。目前，该110kV变电站有5回进出线路。在实际生产阶段，为了确保矿井的正常生产，选择了6kV的井下高压配电系统。下面将会以矿井Ⅲ4321大采高工作面为例对电气自动化控制系统进行优化设计。
3.1供配电系统优化设计。在供配电系统优化设计时，因为大采高工作面走向超过2km，且存在一定的倾斜度，此时就要结合实际情况来对供电设备和供电方式进行科学、合理的布设。同时，为了满足实际生产需求，选择3台KBSGZY-2500/6/3.45kV变压器，3台KBSGZY-1250/6/1.2kV变压器，以保证井下生产时供电的安全性、可靠性。表1描述的是主要设备及负荷核算参数。
3.2自动化监控网络系统。在成庄矿井上、下控制区域，自动化监控网络借助网络将工业控制区域内的控制信号和设备运行信号传输至地面调度监控中心。通过设计网络设备室，来整合这些数据信息，以确保监控的自动化和有效性。借助NetVisionTM可以完成对计算机以太网的连接，同时可以输入6路视频信号、模拟RGB信号，进而实现视频数据的显示功能、压缩功能、存储功能以及控制功能。
3.3KTC101集控系统优化设计。在进行KTC101集控系统优化设计时，需要对工作面实际生产情况给予综合分析，并借助KTC101集控系统来对集控系统相关流程和性能进行优化设计。通常情况下，KTC101集控系统涵盖了两台控制主机，一台负责监控生产区域的工作面，另一台则负责监控变频一体机。同时，在工作面控制系统升级过程中，还需要对以往成熟的集控方法给予保留，以期实现对变频一体机装配升级后的集中控制，确保煤矿生产的安全进行。
4结语
本文主要分析如何实现煤矿电气自动化控制系统的改进和优化，在这个过程中主要明确了煤矿电气自动化控制系统的内涵和特点，在此基础上开展分析，以此来提高煤矿电气自动化控制系统改进和优化的有效性，从而提高煤矿电气自动化控制系统运行的安全性和稳定性，保证煤矿生产的效率和质量。
参考文献
[1]胡晓芳.煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用研究[J].南方农机,2019,50(11).
[2]宫喜波,刘子健.煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用[J].百科论坛电子杂志,2019,(19).
[3]李鑫.煤矿电气自动化控制系统的优化设计思路[J].百科论坛电子杂志,2018,(3).
作者:曹鹏飞 单位:山西西山煤电股份有限公司马兰矿
