随着经济的不断发展,人们对煤炭生产提出了更高的要求。正因为诸多煤矿生产的环境是地下的,其内部的综采环境非常恶劣,更容易诱发诸多事件。这些实际存在的问题会影响煤矿实际的生产过程。因此,只有借助计算机网络技术、电子技术和其他不同的技术才能够在第一时间降低煤矿井下事故的发生率。本文借助煤矿井下存在的设备环境和总控平台,通过运用多种现代化技术来更好地实现自动化生产,最终才能够让煤矿生产变得更加安全。
井下综合自动化系统的存在可以让煤矿井下的各个设备都能够在同一时间完成通风、管理和生产等不同方面的工作。为的就是先在井下建立一个实时的信息处理系统,以便更好地完成实时监测、报警和其他不同的功能[1]。在实际运作时需要让各个环节和地面存在的监控中心进行联动,最终才能够形成一个高级的生产管理平台。而该系统就是为了能够在生产过程中给整个井口提供便捷的平台,为的是更好地满足现代化煤炭生产的过程。常规的系统内部的功能主要分为如下几个步骤:
可以在工作的过程中有效地采集各类不同的参数,并让采集、监测和管控的功能有效地联合在一起。整个自动化系统可以全面地分析与井下环境有关的运输机,输送机和其他相关的数据,并在第一时间测试出井下温度、风速和其他不同的参数,最终才能够在降低事故发生概率的基础上提升生产的效益。事实证明,只有有效地采集存在于工作面内部的各项参数才能够让整个工作面在关键时刻都发挥更大的作用[2]。
只有让各大设备都能够联合在一起,才能够更好地完成启动、停止和闭锁控制的整个工程。如果还需要在采煤机、转载机和其他设备之间加入一个采集端口,自然就可以让设备在第一时间进行集控、点动和其他不同的功能。
在井下设计一套合适的网络传输系统,使其能够更好地在井上和井下传递数据信息。实际生产时就可以将井下生产、管理数据和视频等信息都传输到统一传输平台上,从而让更多的管理人员都能够在第一时间掌握井下生产的实际状态。
整个网络系统内部重点是由设备层、控制层和传输层一起组成的。如果在设备层内部存在控制器,才能够让接口和井下存在的设备更好地联合在一起,从而有效地监测设备之间的工况状态,最终才能够有效地预测故障。在实际建设的过程中可以实现控制I/0、闭锁和其他不同的功能。实际借助I/O这样一个开放性的端口可以更好地实现网络传输,最终才能够控制合适的信息。
如果碰到信息传输层,可以将各类网关、控制软件和编程控制器来更好地联系在一起,并统一到一个完整的信息管理平台上。从实际结构来看,本系统内部的数字网络主站、井下网络分站和其他类型的交换机服务器往往可以使得数据传输的过程变得更加顺利[3]。最终,井下监测系统、自动化控制系统和其他不同的系统都能够更好地连接在一起,从而让监控中心内部调动和管理的过程都能够变得更加顺利。
在实际监测井下各大设备的信息状态后,才能够借助系统来判断自动化控制功能。在实际分析井下信息数据之后,本文设置了针对性的硬件结构图,图1显示了整个硬件结构。从整个结构内部可以看出,各类信息传感器、采集电路、报警单元和人机交互模块都能够进行处理和判别。一方面可以通过识别各类信息来显示人机交互的内容。另外一方面则可以借助通信单元和各大系统来更好地控制整个信号,从而实现整体功能。
从图1可以看出,包括电源、数据采集电路、通信单元、报警单元和其他不同的部分都能够发挥不同的作用。不同的系统将会共同构成上位机结构,从而让井下监测的过程变得更加顺利。
在实际对破碎机、运输机、采煤机和其他设备进行控制和检查时,可以采用如下几点措施:第一,多数DSP处理器内部都会直接发出PWM脉冲信号,如果能够借助开关量信号来对继电器进行分闸,最终才能够设计出合适的输入电路和输出电路。本文涉及了整个输入电路和输出电路,在实际设计时,先有效地利用电阻R38来限制电流,并将电信号输入光电耦合器内部进行隔离,这样才能够有效地避免外部的干扰信号是借助电路进入到控制电路内部的。但是,在位于光电耦合器前面的二极管主要是为了及时保护光电耦合器的[4]。在实际设计开关量内输出电路时,需要借助DSP控制器来输出两路信号,这样才能够有效地避免与DSP芯片有关的I/O端口在短时间内受到干扰,最终会酿成信号错误。
实际操作时,可以借助DSP控制器来控制内部两路信号,一路OUT1直接发出的高电平,另外一路则发出低电平。此外,要让两路电流能够同时输出高电平,再借助三极管进行驱动之后才能够完成控制端口和内部继电器的动作。
在对井下设备进行联动时,注意让各大设备之间都能够更好地同步进行,因此时钟设计的过程显得非常重要。如果整个晶振电路设计的过程不太恰当,整个系统将没有办法更好地运行。如果又没有选择恰当的型号,则硬件电路所产生的高频信号会对整个电路产生较大的干扰。图2就有效地显示了整个时钟电路的结构。
在比较设计需求和技术的匹配程度之后,可以将存在于DSP数字处理器内部的TMS作为整个硬件系统内部的主控处理器。一方面,正因为本次设计实际所需要的端口数量有很多,内部数据处理的量也很大,所以势必会对整个数据的质量提出更高的要求。另外一方面,正因为TMS320软件系统是存在于CCS环境内部的C语言[5],本语言实际难度不低,所以一定要将该芯片作为主控芯片。
图3为整个数据采集流程图,可以看出本系统可以采用中断的方式来处理系统内部的传感器采集信号。系统中的数据采集器一方面来自于传感器外部的中断,另外一方面又来自于下位机的中断。关键时刻也能够借助中断程序来直接统计脉冲频率。
从整个流程来看,数据从开始之后会进入初始化的阶段,在采集合适的信号之后会从不同的方向来判断实际中断的来源。只有让数据采集流程图内部的每个环节都能够有效地发挥不同的作用,整个采集流程图才能够在关键时刻发挥更大的作用。
本文通过结合实际案例来具体分析煤矿综合自动化系统内部的功能,再对整个系统进行分点设计。在设计井下通信网络、井下信息处理系统和其他软件时,正因为整个系统内部的实际结构非常庞大,所以需要在关键时刻对重点部位进行介绍,在实际进行实践的过程中,需要综合各类自动化系统来更好地满足煤矿发展的实际需要。
摘要：多数存在于煤矿井下的综合自动化系统为的就是通过利用现代技术来让煤矿井下更好地实现生产与监控。随着当前煤矿井下对自动化发展提出越来越多的需求和要求,生产过程中自然会出现很多矛盾。为了解决这一问题,可以在发展的过程中设计以DSP高速处理为核心的综合自动化系统。该系统内部存在的诸多程序确实能够更好地满足现代化煤矿生产的诸多需求。
关键词：煤矿井下,综合自动化系统,设计策略
[1] 丁国明,徐敏.全矿井综合自动化软件平台的实现[J].矿业安全与环保,2016(5):48-52.
[2] 马月川,郑晟.煤矿综合自动化平台的设计与实现[J].机械工程与自动化,2017(5):98-103.
[3] 罗驱波,孙彦景,钱建生.煤矿综合自动化系统的研究与设计[J].矿业安全与环保,2017(5):39-43.
[4] 芦建军,贺耀宜.全矿井综合自动化系统在余吾煤业公司的应用[J].工矿自动化,2018(5):63-69.
[5] 胡穗延.全矿井综合自动化控制系统[J].工矿自动化,2018 (5):169-174.
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