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  1. 矿山机械设备自动化供电系统诌议

    摘要:在矿山作业中需要用大量机械设备,而机械设备的运转需要供电系统提供能源,因此供电设备的稳定性,直接关系到矿山作业效率和安全。随着科技的不断发展,在当前矿山机械设备自动化供电系统的应用中,?#26434;?#31995;统的稳定性和可靠性,应当提供更好的保障,以确保设备运行稳定可靠。

    在矿山开采中,随着技术进步,以及对矿产需求的不断增长,煤矿企业纷纷致力于开采效率的提升,运用自动化、机械化设备作业,不断提升通风、制动、采矿、传送等设备功率,因而对电能供应的需求也大大增加。这些导致矿山原有供电系统,增加了大量的工作负荷。而供电设备主要采用结构复杂的独立工作站形式,反应速度和可靠性不足,缺乏自动控制和故障诊断能力。因此,要对供电系统加?#26434;?#21270;,采取自动化供电系统的方案。

    1.系统整体结构

    对矿山机械设备自动化供电系统,在整体结构方面,要考虑到满足各项功能需求,包括远程遥控、直接显示、断电记忆、标准化接口及扩展等。在自动化系统中,需要采集电流、电压等模拟信号,向集中控制系统中上传。集中控制系统对反馈信号加以接收,然后依据指令将相应命令发出,对各个对象执行总线系统形成控制,发送具体指令,调节电压电流和过载能力等。监控系统运行中,需要实施显示监测信号,控制人员?#26434;?#35774;备电气控制系统的运行情况,能够随时了解,及时发现和处理故障风险。在系统运行中,如果出?#27490;?#38556;,集中控制系统立即发出命令,将工作中断[1]。同时控制系统对故障发生具体信息,要自动记录,让工作人员可以快速?#19994;?#24182;解决故障,?#25351;?#31995;统正常运行。在集中控制系统中,为了确保适应能力、升级能力良好,需要保证标准接口,满足功能扩展需求,可以方便的增加监控点、设备等。通过集中控制中心的工控计算机和相应的监控软件,控制人员可以实时监控矿井内所有机械设备供电系统的工作状态和状态。设计中采用了冗余技术,提高了网络数据通信的可靠性。电子传感器主要用于各子系统采集的信号的输入。网关统一管理各个节点,同时与集中控制中心实时交换数据。各信息集成分站主要由PC端、协议转换器等外围设备组成。不断与各点监控系统交换信息,对收集到的信息进行初步汇总分析。接收集中控制中心的控制指令,将控制指令转换为模拟控制信号到现场监控系统进行实时控制。监测系统在现场对设备供电系统进行直接监控、调整,保护设备,不间?#31995;?#26816;测设备运行状况,实时运行数据收集和传输信息的变电站,当它接收中央控制中心的控制指令,控制直接进行操作,电子控制设备按中央控制中心指令操作。

    2.集控系统主站点

    在集控系统中,主站点发挥着重要的作用,将信息从各个分站点汇总,经过相应的交换、运算、分析,满足矿山所有机械设备供电系统的统一管理控制,功能通过屏显功能完成。其中包括了网卡、电源设备、工控机等,其中工控机有1台备用,如果主工控机在运行中发生故障,备用设备立即启动,对控制无缝衔接,保证系统稳定可靠。集控系统主站点,使用WIN7作为操作控制系统,使用IFIX分系统结构设计动画控制软件作为监控设备控制系统。可以通过选定图片、动画等形式,在屏幕中显示监控信息[2]。控制人员通过直观的观看,能够对设备供电系统整体运行情况、运行状态加以掌握。交控系统和设备信息交流,是通过监控软件及OLE过程控制技术实现的,在不同设备供应商之间,能够实?#30452;?#20934;化的通讯接口,在不同设备之间,满足数据和信息的交流,同时在未来扩展设备、增加功能等操作上也提供了便利。

    3.分系统结构设计

    在分系统结构当面,采用了PC系统、外围系统、光电设备、通信协议?#24674;?#22120;等。分系统的功能,在于对控制设备的实?#27605;?#22330;监控数据进行收集和统计,同时按照协议约定传输格式,转换收集到的数据信息,利用相应网络向中央主控系统传递。主控系统分析得出相应控制信号,发出后完?#19978;?#24212;控制。在设计当中,由于矿山作业中使用的主要是低压电源,为127V/220V,所以在选择分监控分站点电源的时候,采用单相变压器有2kVA容量,120V/220V电压。这样,能够转换127V电压,得到220V电压,再利用UPS电源完成系统供电。在款山作业当中,由于需要面临着十分不良的环?#24120;?#25152;以分系统的可靠稳定性也十分重要。在PC选择上,使用了?#24230;?#24335;防爆式设计,触摸屏为无缝结构,用于分系统显示功能。触摸屏显示信号,通过PC端输出模拟信号接口,输出?#26434;?#20449;号[3]。智能控制系统,控制现场,对实时数据加以收集,与计算机单元之间的连接,通过标准协议接口。作为网络主站,整体控制结构分单元,为现场监控单元。系统控制网络的通信,需要达到稳定性和可靠性,所以选择的信号通信线路,要使用双绞线,达到电磁防护作用。使用直线的连接形式,连接总站和分站的控制系统,二者之间距离更短,控制时间、响应时间都能缩短,提高了系统的运行效率。在计算机和分站电路之间,可能存在电磁信号互相干扰。?#28304;耍?#22312;计算机入口段,设置光电耦合器,隔离计算机与分站电路,确保在控制系统运行中,达到稳定可靠的效果。而?#36965;?#22312;传输信号?#20445;?#33021;保持集中。缓存电阻可在控制总线末端增加,这样,线?#20998;械?#35856;波电流就能够被抵消,信号传输?#27493;?#26356;加集中。在系统软件中,控制系统选择WIN7系统,同时借助通信控件、VC++6.0工具等,实现监控设备。

    4.结论

    在当前的矿山作业当中,越来越多的机械设备得?#25509;?#29992;,对电能的需求也不断增加。为了确保安全、可靠、稳定的供电,设计和应用自动化供电系统,在作业中为各个系统和设备提供?#20013;?#30340;电能供应。设计中注意系统的?#23548;?#36816;行环?#24120;?#20197;及可能出现的问题等,均采取有效的预?#26469;?#26045;,确保系统安全稳定。

    参考文献

    [1]肖军,张倩昀.基于无线传感器的采矿机械自供电监测系统设计[J].电气传动自动化,2017,39(1):44-46.[2]官鑫,刘建成.基于Autodeskinventor的矿山机械设备数字样机虚拟拆装实验系统的思考与设计[J].民营科技,2018,No.219(06):146.[3]李永东.矿山机械设备供电网络智能监测设备设计方案[J].机械管理开发,2018,v.33;No.181(05):137-139.

    作者:李永禄 甘肃能源化工职业学院

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