电气自动化的现状其在煤矿行业的应用

【摘 要】采煤机械的自动化水平直接决定了煤矿的效益和安全水平,文章对我国电气自动化的发展状况、电气自动化在煤矿行业的应用现状进行了综述,并对我国电气自动化的未来发展进行了展望.

【关 键 词】电气自动化；煤矿行业；现状；展望

在煤炭的生产加工过程中,影响整个煤矿生产能力的主要环节是采煤工艺的好坏.所以,为了使煤矿产量提高、效率提高就要尽可能选用先进的采煤技术.随着我国煤矿控制自动化技术的不断提高,煤矿自动化在采矿过程中的应用也渐渐增多.如何提高采煤设备自身的安全性和自动化程度,成为了实现采矿自动化的关键所在,因此,只有大力发展采煤机械的自动化才能更好地推进企业安全增效的目标.下面本文将探讨一下电气自动化的发展状况及其在煤矿机械设备中的应用.

1电气自动化的发展现状

1.1平台开放式发展

随着OPC（OLEforProcessControl）技术的出现、IEC61131的颁布、以及Microsoft的Windows平台的广泛应用,计算机在未来的电气技术的结合中发挥着愈来愈重要的作用.

1.1.1IEC61131标准促使编程接口标准化

目前,PLC厂商共有200多家,而市面上的PLC产品也有400种左右,如果每种产品都用各自的表达方式和编程语言,那么必定会造成很大的麻烦.而IEC61131则使可以使各种产品的编程接口标准化,从而促使各种产品可以更加广泛的被应用.IEC61131在定义编程语言的语义的同时也定义了语法,它提高了代码的使用效率,缩短了程序编程的周期,使得程序更加易于管理.它是独一无二的语言,已经成为国际化的标准,正被世界各地的厂商广泛才用.

1.1.2Windows正成为事实上的工控标准平台

随着计算机技术的普遍应用,网络技术和PC在商业、企业管理中得到普遍的应用的同时,在电气自动化领域,也由于其灵活性的特点,正在被越来越多的用户采纳.WindowsNT、WindowsCE和InterExplore等微软的技术凭借其便于使用和维护以及易于与办公平台集成的优点,正逐步成为工业控制的标准语言、平台和规范.

1.2现场总线和分布式控制系统的应用

现场总线（Profibus、FF、Interbus等）是一种串行的连接自动化系统和智能设备的双向传输的数字式分支结构的通讯总线.分布式控制意味着现场设备、I/O模块和PLC通过总线连接起来,从而将输入/输出模块转换成现场检测器和执行器.现场总线就是将控制室内的监视/控制软件、PLC的CPU和工业计算机用一根串行电缆与现场的低压断路器、远程I/O站、马达启动器、智能仪表、变频器等连接起来,通过这种连接方式,将现场设备的大量信息集中到控制器上来.

1.3IT技术与电气自动化

需求决定市场,客户的需动了电气自动化的革命,促进了自动化和IT平台的融合,电子商务的普及更是进一步的加速了这一过程.信息技术的不断发展从两个方面影响了电气自动化：一是从管理层纵向渗透到工业领域,工业企业管理层利用计算机技术储存、提取各项数据,并对生产过程的画面进行实时的监控,从而在第一时间了解最准确全面的生产信息；二是横向的扩展到自动化的机器、设备和系统中.信息技术已渗透到传感器、执行器、控制器和仪表等产品中,网络技术和多媒体技术在电气自动化领域有着广泛的前景.

微电子和微处理器的发展也促进了信息技术的革命.随着微电子和微处理器技术的普及,原本定义明确的设备界线变的模糊了,相对应的通讯能力、软件结构及易于统一和使用的组态环境变得重要了,软件的重要性得到了越来越多的重视.

2电气自动化在煤矿行业的应用现状

2.1在电气自动化的过程中,采煤机也不断的被改良

采煤机从中厚煤层采煤机发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机,从有链牵引、无链液压牵引方式发展到电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引.液压支架高度则从薄煤层、中厚煤层到厚煤层,支架型式由占主导的掩护式,逐渐发展到有四柱支撑式低位放顶煤、两柱式的高位放顶煤（单输送机）、两柱掩护式低位放顶煤液压支架等多种架型.这些发展都是电气自动化带来的成果.液压支架电液控制系统在澳大利亚、美国、德国等煤炭生产发达国家得到了普遍的应用,液压支架电液控制系统是实现综采工作面高产高效的关键技术设备,该系统在今后煤矿开采中必将发挥重要的作用.目前从国内煤矿的技术、效益和经济条件出发,电液控制液压支架主要应用与年产400万t以上的一次采全高长壁工作面和600万t以上放顶煤工作面及薄煤层高效开采工作面.

2.2电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化

国产采煤机研究的主要内容就是综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性.该系统能够实现采煤机的远程监控和综采装备液压支架,使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤,同时根据煤层的软硬自动调节采煤速度,检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态,自动调节支架推移输送机的拉移等.近期进行项目的调研、选型工作的重点在于解决采煤机的工矿在线检测、故障诊断及预报、显示与传输系统、采煤机自动运行控制系统等问题,使综合机械化水平上一个新的台阶.

3我国电气自动化的未来发展展望

3.1兼容性的电气自动化系统平台

好的电气自动化系统平台可以支持兼容一个自动化项目周期中的各个阶段和环节,其中包括：程序设计和开发、软件测试、软件调试、运行及维护等各个方面.这样既可以降低从设计时间和费用还可以满足用户另一个重要需求___开发平立于最终的运行平台.软件可以根据项目特点和最终用户需求将统一的运行代码下载到各个系统中.

3.2应用国际标准

为了实现不同厂家IED设备的信息共享和互操作性,使自动化系统成为开发系统,国际电工委员会制定了IEC61850国际标准.为了与国际接轨,近年来,我国在IED电力自动化方面有了广泛应用.目前,国内已经开始了基于IEC61850标准的电气综合自动化系统的产品研发,这必将是未来自动化系统的一个发展方向.

3.3标准化的系统程序接口

在与企业的管理系统、监控系统连接时至关重要的是基于硬件平台的自动化解决方案.为了使硬件可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口可以使用WindowsNT作为操作系统.在网络方面可以使用TCP/IP作为统一的通讯标准.标准化的程序接口可以保证不同厂家之间的软硬件产品的数据正常交换,还解决了它们之间的通讯障碍.基于Windows系统的标准和技术,不但方便了电气自动化系统和办公系统的数据交换与共享,还大大减少了工程时间和费用.

3.4Ether技术的兴起

随着井下电力系统的发展,对通讯的实时性要求越来越高,综合自动化系统的数据传输量也越来越多,以太网的特点就是速度快、传输数据量大,正好满足了这一要求.以太网最基本的应用模式是Ether加TCP/IP协议.未来的发展应该是结合工业生产过程,在继承以太网技术的基础上,产生新一代的Ether现场总线技术.目前,智能化电气设备有了较快的发展,对于以太网（Ether）、现场总线等计算机网络技术也已经普遍应用于变电站综合自动化系统中.