论供电自动化系统在煤矿井下应用

2021年25期科技创新与应用TechnologyInnovationandApplication应用科技PLC技术在煤矿设备自动控制系统中的应用研究孙灏（中煤科工集团常州研究院有限公司，江苏常州213000）

1PLC的主要构成PLC即可编程序控制器，其具有适用性强、应用方便、抗干扰能力强、编程简单、可靠性强等优势，目前在工业自动化控制领域中的地位不可取代。按照不同的结构可以将PLC分为两种，一种是固定式PLC，其主要构成包括CPU、I/O模块、显示面板、内存、电源等部分，这些模块构成一个整体，不可拆卸；另一种是组合式PLC，其除了具备与固定式PLC相同的组成模块外，还包括底板或机架，组合式PLC的每个模块按照一定规则组合配置在一起。实际应用中根据不同的需求选择不同结构的PLC。在整个PLC中，CPU是核心部分，其包括运算器、控制器、寄存器、外围芯片、总线接口、相关电路以及数据、控制及状态总线，其主要作用是接收并存储用户设计好的程序及数据，对内部电路及电源的工作状态做出及时诊断，且编程过程中一旦出现语法错误也可以及时分析出来。CPU读取存储器中的指令，做出解析后产生对应的控制信号，实现对相关电路的控制，其中运算器的主要作用是在控制器的指挥下进行数据计算或逻辑运算，寄存器除了存储运算的中间结果也会参与运算。在PLC系统中CPU的内存容量、速度决定了PLC的工作效率。I/O模块是PLC与电气回路的接口，其包括开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出等。I/O模块中的输入暂存器反映输入信号的状态，输出点则反映输出锁存器的状态，电信号被输入模块转换为数字信号传输至PLC系统。I/O模块的数量及规格可根据CPU的基本配置能力灵活设置，不超出最大底板或机架槽数限制即可。电源模块的主要作用是为PLC各模块集成电路提供工作电源，并为输入电路提供24V工作电源。底板或机架的主要作用是使各模块连接在一起构成一个整体，实现各模块的联系，保证CPU可以访问底板上所有模块。PLC通信主要采用多点接口数据通信或工业以太网等实现联网，真正意义上实现分散集中控制。2PLC在煤矿设备自动控制系统中的具体应用煤矿设备自动控制系统包括地面控制中心及井下无线传感器网络两大部分，利用ZigBee等无线通信技术实现PLC与地面控制中心的连接，整个自动控制系统功能包括井下环境监测、矿工考勤、矿工定位、通风系统控制等。其中井下环境监测的主要作用是通过终端设备中摘要：煤炭产业是我国的支柱产业之一，科学技术的发展使得煤矿生产越来越现代化、自动化，大大提高了煤矿企业的生产效率。PLC技术具有编程简单、抗干扰能力强、适用范围广泛等优势，将其应用于煤矿设备的自动控制系统中可以实现对井下环境的实时监测，既实现了对煤矿生产设备的自动控制，又能够有效保障井下生产的安全性。文章针对煤矿设备自动控制系统中PLC技术的具体应用进行探讨。关键词：PLC；煤矿设备；自动控制中图分类号院TD63文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2021冤25-0158-03Abstract:ThecoalindustryisoneofthepillarindustriesinChina.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,coalmineproductionisbecomingmoreandmoremodernandautomatic,whichgreatlyimprovestheproductionefficiencyofcoalminingenterprises.PLCtechnologyhastheadvantagesofsimpleprogramming,stronganti-interferenceabilityandwiderangeofapplication.Applyingittotheautomaticcontrolsystemofcoalmineequipmentcanrealizethereal-timemonitoringofundergroundenvironment,whichcannotonlyrealizetheautomaticcontrolofcoalmineproductionequipment,butalsoeffectivelyensurethesafetyofundergroundproduction.ThispaperdiscussesthespecificapplicationofPLCtechnologyincoalmineequipmentautomaticcontrolsystem.Keywords:PLC;coalmineequipment;automaticcontrol

当代化工研究Modem Chemical Research872021 • 03技术应用与研究

煤矿井下供电系统存在的问题与解决对策分析

*郝帅

(太原市明仕达煤炭设计有限公司山西030001)

摘耍：当前煤炭行业已经进入到高质量发展阶段，煤矿企业面临的转型升级任务也相对较重，在煤矿企业转型升级过程中，使用到的各 类现代化机械设备越来越多，特别是各种重型的机电设备，给煤矿井下供电系统运行质量和效率提出了更高的要求，但是从当前供电系统 运行餉情况来看，其中存在的问题较为明显.本文从当前煤矿井下供电系统存在的主要问题分析入手，针对性提出了提升煤矿井下供电系 统运行质效的相关措施” 关键词：煤矿井下；供电系统；存在问题；解决对策；分析中图分类号：TD 文献标识码：A

Problems and Solutions of Underground Power Supply System in Coal Mine

Hao Shuai

(Taiyuan Mingshida Coal Design Co., Ltd., Shanxi, 030001)

Abstracts At present, the coal industry has entered the stage ofhigh-quality development, and the transformation and upgrading tasksfaced by cocd mining enterprises are relatively heavy. In the process of transformation and upgrading ofcoal mining enterprises, more and more modern machinery and equipment are used, especially heavy mechanical and electrical equipment, which putsforward higher requirementsfor the operation quality and efficiency of undergroundpower supply system in coal mines. However, seenfrom the current operation of thepower supply system, there are obvious problems. Based on the analysis ofthe main problems existing in the current power supply system in coal mines, this paper putsforward relevant measures to improve the operation quality and efficiency ofthe power supply system in coal mines.Key words x underground coal mine\ power supply system^ existingproblem ； solutions \ analysis

47 2023年12月10日第40卷第23期

设计应用技术DOI：10.19399/ki.tpt.2023.23.016

煤矿供电系统GOOSE通信闭锁防越级跳闸技术的应用研究

云海鹏（山西金晖隆泰煤业有限公司，山西 长治 046500）

摘要：煤矿电网是一个复杂而庞大的系统，由于工作环境恶劣、电力负荷突变、设备老化，煤矿供配电网络绝大多数为单侧电源多条馈出线路的放射性结构，且敷设线路较短，使得各级变电所的母线短路电流相近，开关速断保护区域很难确定，再加上受上级供电部门对电源侧保护时限的限制，导致煤矿上下级供配电网络不能采用时间差来达到保护的选择性。若下级出现短路故障，上级开关发生越级跳闸，则煤矿安全得不到保障。基于面向通用对象的变电站事件（Generic󰀁Object󰀁Oriented󰀁Substation󰀁Event，GOOSE）通信闭锁的防越级跳闸，可以快速准确地确定故障点位置，从而对故障点最近的位置发出跳闸信号，上级发出闭锁信号，有效防止越级跳闸现象。关键词：供电系统；防越级跳闸；短路故障；面向通用对象的变电站事件（GOOSE）通信；闭锁

Application Research of GOOSE Communication Blocking Technology for Preventing Step Tripping in Coal Mine Power Supply System

YUN Haipeng(Shanxi Jinhui Longtai Coal Industry Co., Ltd., Changzhi 046500, China)

Abstract: The vast majority of coal mine power supply and distribution networks are radioactive structures with multiple feed out lines from a single side power source, and the laying of the lines is relatively short, making it difficult to determine the short-circuit current of the busbars at all levels of substations. In addition, due to the limitation of the power supply side protection time limit by the higher-level power supply department, the coal mine’s upper and lower level power supply and distribution networks cannot use time differences to achieve protection selectivity. If a short-circuit fault occurs at the lower level, the higher-level switch has tripped beyond its level, and the safety of the coal mine cannot be guaranteed. Based on Generic Object Oriented Substation Event (GOOSE) communication blocking, anti level tripping can quickly and accurately determine the location of the fault point, thereby sending a tripping signal to the nearest position of the fault point, and the superior sending a blocking signal, effectively preventing the phenomenon of level tripping.Keywords: power supply system; anti-tripping; short-circuit fault; Generic Object Oriented Substation Event (GOOSE) communication; atresia

山西青年　科技论坛　论机电一体化在煤矿开采领域的发展及方向　李斌　０４　５０００　阳煤集团一矿维运工区阳坡堰队　山西阳泉　摘要：随着中国经济、４￣ｇ－ｇ－￣－ｇｆ面的不断发展，机电—体化与煤矿　之间的联系也越来越紧密。更多的技术彼应用到矿物开发生产中。从上　世纪７眸代到现在，机电一体化在矿产行业中已经逐渐形成了一套有效　的开采系统，更　口干言息化、智能化以及自动化，实现了煤矿在生产方面　的高效率、高安全以及高可靠的目的，使产业效益得到了提高与保障。　关键词：矿井；机电—体化；发展　引言：在中国，机电一体化应用于矿产行业的起步比较晚，但　是其发展却非常迅速，并且信息化、智能化程度较高，应用也比较　广泛。但是在机电一体化某些方面当中相较于发达国家还存在着不　小的差距。因此，取长补短，使中国机电一体化技术发展的更为迅　速、更为成熟是非常有必要的。　１机电一体化在煤矿机械中的发展与具体应用　１．１在煤矿的采掘工程中的发展与应用　在煤炭的生产过程中，采掘工程可谓其最为基础的环节，掘进　以及回采的效率会对工程的效益产生直接的影响，在大型煤矿中，　现代化的采掘设备应用非常广泛，其中电气部分通常都会运用隔　爆及本质安全型的开关箱、照明灯、操作箱、三项的异步电动机以　及压扣控制按键等共同构成的电气系统。在采煤作业面上基本全面　地实现了电力牵引采煤机，其良好的牵引特性以及动能，使其能够　克服阻力进行移动，并且在采煤机出现下滑现象时还可以实施发电　制动，将电能反馈给电网。与此同时，它还具有运行可靠、操作方　便、使用寿命长、结构简单、工作效率高以及反应灵敏等优点。以　电力作为牵引的采煤机在现代矿井作业过程中起到了巨大的推动作　用，是煤矿机电一体化与机械化综合生产的高度体现，也是现阶段　矿产行业中最为主要的设备之一。　１＿２在煤矿的支护设备中的发展与应用　在煤矿机械化的采煤过程中，液压支架是最为常见的支护设　备，随着自机电一体化及煤炭生产综合机械化的发展，支架液压系　统所具有的稳定性及可靠性已经成为了煤矿生产高效性与安全性的　重要因素。并且随着设备不断的发展与更新，其正在向着更先进　的电液控制方面发展。乳化液泵站作为支护设备高压液体的主要来　源，必须要具有大流量、高压力的液体供给能力，并且能够根据支　护设备实际用液量对供液量进行自动的调节。将液压控制与计算机　技术有机地结合在一起，用以实现设备成组的自动移架或者定压双　向邻架。避免对支架与顶板产生过量的冲击载荷。　１．３在安全生产中的发展与应用　安全生产可谓煤矿生产过程中的首要注意对象，煤矿的安全　监控系统是安全生产中最能体现机电一体化技术运用的设备之一。　在中国，煤矿的安全监控系统发展应用比较晚，所以各方面都要在　实践过程中不断地摸索。但是在工作人员与科研人员共同努力下，　通过长时间的应用与研究，中国在系统的智能化方面有了长足的长　进，有效地促进了机电一体化与煤矿生产之间的有效结合，并且给　煤矿井下作业的安全带性带来了不小的提升，促进了生产的科学化　管理，通过对整个生产过程中的全面监控，有效地确保了施工的安　全。　１．４在煤矿的运输提升中的发展与应用　现阶段。综合机械化在采煤过程运输中的应用还是以皮带传　送为主，由于带式运输的输送距离比较长，输送量大，运行可靠，　并且运输效率高、自动化能力强等特点，所以，在中国井下原煤的　２０３　输送过程中，其已经占有最主要的地位。在关系到矿井效益的环节　中，安全度与提升效率是最为主要的环节。现阶段机电一体化程度　最高、自动化水平最明显的设备就要数矿井的专用提升机了，尤其　是结构为内装式的提升机，其将驱动与滚筒结合在了一起，大大简　化了机械结构，将机电一体化的每一个技术环节以及综合应用都充　分的体现了出来，显示出了较高的一体化水平。除此之外还有一种　全数字化的提升机，其可靠程度非常高，并且利用总线方式，在电　气安装方面做到了较为明显的简化，拥有相互兼容、配置简单等特　点。在煤矿机械中同样具有比较客观的前景。　１．５在其他装置中的发展与应用　将机电一体化应用于煤炭装载中，大大提升了工作效率，缩　短了工作时间，不仅提高了劳动的生产率、解放劳动力，更确保了　矿井的安全生产；将其运用到煤矿供电中，利用就地补偿以及集中　补偿的方法，提高了功率因数，减少了供电系统中的无功电流以及　无功功率的损耗。使煤矿的供电系统在安全方面、质量方面更加可　靠，满足了大功率机械设备的用电需求。　２现代化矿：井中机电一体化的应用意义　将机电一体化应用于矿井的掘、采、运等设备之中，大大提高　了中国煤矿生产所具有的综合能力，为实现矿产的安全、高效、洁　净以及结构优化等方面打下了良好的基础。该技术的应用，改变了　传统的煤矿生产方式，降低了工人的作业强度，提高了生产的安全　性与生产效率。因为井下作业环境的特殊。潮湿阴暗以及颗粒粉尘　对于工作者的健康影响非常大，甚至危及生命。所以应用机电一体　化技术很大程度上减少了人力输出，降低了职业病的危害，从而使　人身安全得到了较为有效的保障。　３结语　机电一体化技术在中国的现代化矿井应用中具有非常重要的意　义与发展的潜力。将其科学、合理、有效的应用到生产中对于提高　生产效率、提高作业安全性、减少人力输出、增加经济效益具有重　要意义。因此，在实际的生产过程中，把握其发展方向，将其与传　统机械化有机的结合在一起，充分表现出现代科技力量在生产中的　重要作用，提高以人为本的生产准则，是机电一体化技术在矿井应　用中更好地发展。　参考文献：　［１］王培良，赵义军，翟德元．煤矿安全系统工程一种新的分析方　法一一ＰｅｔＩ　ｉ网分析方法［Ｃ］／／山东矿业学院．第六届全国采矿学　术会议论文集．山东：地质出版社，１９９９：５５－５７．　【２］徐伟．机电一体化技术的概念、现状、发展及对策［ｃ］／／江汉　大学文理学院．２００９年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论　坛一一装备制造产业发展论坛论文集（上）．湖北：工业出版社，　２００９：１　５—１　６．　［３】罗凤曼，谢志萍，郑向华．高职高专机电一体化专业课程体系　的构建［Ｊ］．成都电子机械高等专科学校学报，２Ｏ１２（０２）：９７－　９８．