煤矿电气自动化控制系统设计及优化
摘要：煤矿自动控制技术的应用，不但使煤矿的整体生产效益得到了明显的
提升，同时也使煤矿的生产管理达到了更高的水平。

针对当前煤矿自动控制系统
在实际应用中存在的问题，提出了煤矿自动控制系统的优化方案。

结合煤矿电气
控制系统的具体特点，对煤矿电气控制系统的优化进行了论述，可供同类企业参考，以及相互交流。

关键词：煤矿；电气；电气自动化；设计；优化
引言
随着煤矿的生产工艺的不断改进，煤矿的开采规模不断增大，人力、物力的
大量投入也使得煤炭行业对煤矿的高效性要求越来越高，进而推动了煤炭工业的
发展。

但是从另外一个方面来讲，由于开采的范围不断扩大，在进行开采和建设
的时候，需要用到的机器设备也就不断地增多，各种机器设备构成了整个开采过
程的操作单元，许多机器的同步运行，让对整体生产的控制变得更加困难，从而
降低了准确性。

因此，为了确保煤矿电气设备的安全可靠，必须对煤矿电气设备
进行全方位的优化。

在实际应用中，本项目所提出的方法能够灵活转换，适合于
大规模装备作业，以提升工程的准确性、品质与效率。

一、煤矿电控技术发展概况
在很长一段时间里，在很大程度上都是以自动控制技术为主导的。

当前，煤
炭行业的发展越来越多地依靠自动控制技术。

利用自动化技术实现了对整个煤炭
生产流程的控制，将故障诊断、环境监测和设备维护有机的融合，提高了煤炭生
产的自动化水平，降低了企业的人工费用。

随着科学技术的持续发展，计算机技
术和信息技术的日新月异，极大地推动了自动化技术的推广，这两项技术能够有
效地结合起来，推动了自动化网络平台的建立，这样就能够在煤矿开采的过程中，对运营数据进行收集，对煤矿生产信息进行整合，对整个生产流程进行统一，进
而实现了集成式管理，为推动煤炭行业的发展奠定了良好的基础。

二、电气自动化控制系统应用特点
（一）相容性好
在我国，煤炭生产中，一般都是从浅层逐渐往深，而深层相比于浅层，其施工环境更加复杂，危险性也更大。

煤矿在开采过程中，一般都会采用电气自动控制装置来完成开采任务。

然而，电气自动化装置的类型也很多，而且，因为不同类型的电气装置，其工作的时间和工作的功率都不一样。

在煤矿的开采中，为更好的提高煤矿的生产效率，使得电气装置在运行时可以有效的自我调节，一般情况下，在煤矿的开采中，都会采用到电气自动化控制系统。

因为，电气自动化控制系统本身的兼容性比较高，所以，在多种生产条件下，电气化自动控制装置都可以达到对电气设备的控制要求，并且，它的系统在界面协议上也是很强的，所以，在某种意义上，它为系统的控制内容的多元化奠定了很好的基础。

（二）集成度
在煤矿的具体开采过程中，其开采的工艺流程一般由煤层勘探、开采及资源运输三个步骤组成，并且，在整个开采过程中，其安全防护管理也与煤矿开采的各个步骤不一样，都需要电气自动化技术的支撑。

例如，可编程序控制技术、数据资料收集技术等等。

如果将所有的电路都分开来，那么就会给电气控制系统带来更大的负担。

而电气自动化控制系统，因为它具备了集成化管理的优秀特征，因此，可以对其进行管理和监测，还可以将其与设备的运行情况结合起来，并可以对相关的参数进行调整，进而可以使机械装备在生产中的稳定性得到很好的提升。

（三）智能性
从我国煤炭工业的发展来看，大部分煤炭工业已达到了全自动化水平，但仍有不少煤炭工业已经开始由全自动化向智能化过渡。

在煤炭企业的实践中，电气装置在运转状态下，可以根据规定的规程，快速、有效地完成煤矿的采矿任务。

而且，在开采的全过程中，通过对煤矿的工作情况进行了全面的分析和整理，从而根据这些信息，对煤矿的开采计划进行了调整和优化。

唯有如此，方能提升煤
矿的工作效率，并且在煤矿的开采过程中，确保煤矿的安全性，有利于煤矿的电
气自动控制系统的设计和优化。

（四）无约束
电气自动控制技术具有开放的特性。

由于煤矿的开采都在地底进行，因此，
要把指令传达到矿区，必须具备良好的通讯条件。

然而，电气自动化技术可以高
效地构造出一种通信控制系统，然后通过通信端口，使其他系统信息进行了良好
的互联，进而可以对系统设备的运行情况进行了有效的监测，进而提高了信息采
集后的运行状态效果。

此外，在具体的运行过程中，通过通讯接口，可以实现对
其运行状态的实时监控，保证了整个运行过程的顺利进行。

三、电气控制系统的软硬件设计
（一）输出、输入电路优化设计
在电气自动化控制系统中，在对输出电路进行优化的时候，应该根据煤矿的
实际需要来调整，从而实现生产和运行的控制。

该设备的调速设备，有关标志和
指示指标都由三极管来控制，以确保该设备能达到该设备的高频率工作要求。

在进行输入线路的最优选择时，要对系统的工作条件和收益进行综合的分析。

当前，国内大部分的电气系统都不太稳定，出现了很多问题，而且由于其生产和
管理的环境非常的复杂，所牵扯到的干扰因素也非常的多，使得该系统处在一个
非常糟糕的状态。

目前，常用的电源清洁装置是隔离变压器，滤波器，其适用的
领域可以继续扩展。

（二）抗干扰优化设计
当前，在实现煤矿电气控制的过程中，必须从软件和硬件两个方面进行综合
考虑。

通过对实际应用情况的分析，指出了在进行控制系统的设计和优化时，必
须首先考虑抗干扰性能。

相较于工控，煤矿生产过程中的工作环境更为复杂，作
业的特点更为突出，作业的整体作业环境更为严苛，因而对作业者的作业条件也
有更高的要求。

（三）程序设计优化
从一个专门的角度出发，在整个系统中，软件系统是很重要的一环，其好坏
将会对系统的运行结果有很大的影响。

在这些因素中，电气控制系统的整体运行
效率有着重要的作用。

软件优化，可以与硬件架构设计相结合，根据煤矿电气系
统的操作流程，参考规范程序，将软件设计转化为梯形图。

从程序设计的角度来看，要实现系统程序的最优设计，就必须对输入/输出分配进行优化，并以电气
控制系统的实际需求为依据，集中编写系统输入/输出信号，以提升控制系统的
运行维护水平。

（四）软件结构优化
在此基础上，提出了一种基于模块的计算机辅助设计方法。

总体来说，在进
行煤矿生产操作时，应根据煤矿的开采需要，不断地对设计方案进行优化与调整，着重于对优化模块的设计，扩展系统的性能与功能。

根据控制目标，对煤炭自动
控制系统进行了合理的分区，明确了每个模块的工作，做好了程序的编写与调试，最后形成了一个完整的软件程序。

结语
总结来说，在煤矿的发展中，要特别注意电气系统的设计与优化，这是一件
非常繁琐且非常专业的事情，对煤矿的工作会造成很大的影响。

在对电控系统进
行优化设计的过程中，要注重对抗干扰设计、硬件设计和软件设计等方面的改进，只有如此，才能提高系统优化设计的品质，确保煤矿生产的安全性，并使煤矿获
得更高的经济效益。

参考文献
[1]李晓杨.煤矿电气自动化控制系统的设计与优化[J].自动化应
用,2023,64(09):45-47.
[2]侯敏俊.煤矿电气自动化控制系统设计及优化[J].能源与节
能,2023(04):130-132.
[3]冯晓东.煤矿电气自动化控制系统的优化设计研究[J].内蒙古煤炭经济,2022(24):7-9.。