煤矿电力自动化控制系统地升级改造与应用

煤矿电力自动化控制系统地升级改造与
应用
摘要:随着科技发展水平的提升，很多煤矿企业已经针对电力自动化控制系
统开展了更新升级、优化改造，并将改造后的电力系统运用在煤矿生产过程中，
可以在提高煤矿生产效率的同时，保证煤矿生产安全，从而降低煤矿企业在生产
期间花费的物力投入、财力投入。

本文首先分析煤矿电力系统改造时运用的关键
技术，其次探讨煤矿电力系统优化改造方案，以期对相关研究产生一定的参考价值。

关键词：煤矿电力自动化控制系统；升级改造；应用
1煤矿企业在更新升级、优化改造电力自动化系统时运用的关键技术
现在煤矿行业已经在电力系统中广泛使用单片机技术，在选用单片机的时候，需要保证单片机在复杂煤矿生产环境中具备较强的使用能力，由于煤矿开采工作
的复杂性比较高，因此煤矿企业需要针对不同煤矿工作环境，确定好单片机在规格、应用方面的差异化标准，相关工作人员需要保证单片机应用流程中维持规范
操作，有助于提升煤矿企业的生产效率。

在煤矿开采工作中通过安装单片机设备，既具备保护作用，也能够保证在煤
矿生产过程中根据电力系统变动情况、信号变动情况，加强对单片机运行的控制，在单片机开始工作的时候，能够采集很多信息，在收集好信息后需要将其转化为
电流信号、电压信号[1]。

与此同时，在运用单片机的时候，还需要重点加强防水工作、防漏电工作，
保证单片机能够在运行时维持稳定状态。

在煤矿电力设备处于正常运行状态的时候，单片机作为可以做到自感电阻值的工具，能够应用在监测电力设备运行时电
流变动情况，可以在电流持续增加时，不会使感应电阻的电阻值出现下降现象，
如果感应电阻值特定数值相对比较小，对于继电器电路具备较强的被保护作用。

2煤矿电力自动化控制系统优化改造方案
2.1优化改造硬件
2.1.1提高抗干扰能力
在煤矿电气自动化控制系统处于正常运行状态的时候，硬件模块作为比较主
要的构成部分，对于维持系统运行安全具有促进作用。

首先，工作人员应该认真
分析当前煤矿电力自动化系统的抗干扰能力，在煤矿生产环境相对比较复杂的状
态下，需要通过提高电力系统的抗干扰能力，保证系统可以在复杂环境下处于正
常运行状态。

在设计电力控制系统中的芯片时，需要分析电子信号对芯片产生的脉冲影响，确保电力控制系统在运行过程中具备比较强的抗干扰能力，因此工作人员应该从
芯片自身性能角度出发，在芯片表层增加金属保护层，防止电子脉冲信号对芯片
质量、性能产生直接影响。

在设计PLC控制系统的时候，通过使用金属质地工作柜，能够顺利完成接地工作，保证煤矿电力系统处于正常运行状态。

2.1.2优化改造输出电路
在煤矿电力系统优化改造的时候，输出电路作为比较主要的内容，工作人员
应该根据煤矿运行情况优化改造输出电路。

在煤矿电力自动化系统中使用继电器
开展优化，能够在简化电力系统电路构成情况的同时，最大程度地提高电路系统
的抗干扰能力。

在优化调整电力系统输出电路的时候，需要保证芯片处于正常运
行状态，防止电力系统由于受到过电流影响发生芯片被烧毁的问题。

2.1.3优化改造输入电路
在优化煤矿电力系统的时候，应该参照系统真实运行情况设定改造内容，需
要充分了解电力自动化系统电压输入范围，一般情况下，煤矿企业往往会将电力
系统的电压取值设定在85伏到240伏之间。

因此工作人员可以在输入线路中安
装精华设备用于控制输入电路，现在我国部分煤矿单位出现输入电路运行缺乏稳
定性的问题，相关工作人员可以通过安装滤波器的方式达到净化电源的目标[2]。

2.2优化改造软件部分
在煤矿电力系统运行过程中，不但应该提高对硬件部分优化改造的重视程度，而且需要对软件部分展开优化改造，在更新升级软件部分的优化方案中主要包括
两部分内容，第一部分，优化调整电力系统的程序、结构设计，在电力系统自动
化控制的基础上，不断优化调整系统的各个功能，通过功能调整、生产技术优化，使得电力系统的功能组成情况获得进一步优化，有助于提高煤矿生产的安全性。

第二部分，优化调整电力自动化系统的程序，在使用I/O 接口优化调整电力
系统程序时，技术人员应该设计一些控制煤矿电力系统的信号，将分配信号和运
行信号综合在一起，有助于促进信号资源分配的合理性，不但能够有效提高电力
控制系统的运行效果，而且可以对电力系统程序运行情况开展实时监控管理，在
编写系统程序的时候使用定时器、计数器，在简化PLC控制电力系统结构流程的
同时，降低不必要的数据空间浪费问题[3]。

2.3集成优化系统
2.3.1集成优化传输通道
为了能够使电力自动化系统传输通道顺利完成集成优化，应该先确定好升级
改造传输通道需要实现的技术目标，可以在处理突然激增的业务量的同时，防止
电力控制系统出现异常终止运行、系统崩溃的问题，因此工作人员应该尽量选用
高代快的传输通道。

在预防电力系统局部位置出现的故障导致网络瘫痪问题，工
作人员应该防止网络单点故障对网络正常运行产生不利影响，因此工作人员需要
为网络骨干提供一些备份链路、冗余路由，为网络设备提供可以使用的冗余配置
控制呢，从而最大限度地降低局部故障问题对于网络运行产生的直接影响。

为了保证电力自动化控制系统可以在比较恶劣的惊吓环境工作，应该尽量提
升电力系统的抗干扰能力，使用RJ45 接口可以顺利完成数据帧的发送工作、接
收工作，有助于提高电力数据的传输效率，通过在煤矿电力系统局域网接口位置
设置防护区，可以在隔离网络的同时，支持电力系统进行访问、认证管理。

在使
用工业局域网的时候，能够为人们顺利实现信息共享创造基础条件，可以提供便
捷性比较高的病毒传播通道。

在电力系统通网运行的时候，可能会受到黑客攻击、电脑病毒产生的影响，因此工作人员应该实现设置病毒防御系统设置网络防线。

2.3.2主干网组网优化方案
通过在煤矿电力系统中使用以太网交换机，可以在简化模块设计流程的同时
降低端口数量，确保电力系统处于安全运行状态，通过优化设计冗余环网，能够
针对电力自动化系统出现的故障，使用快速冗余方式，进一步提高电力系统运行
时的安全可靠性。

在连接交换机的时候同时运用光纤财力、阻燃屏蔽双绞线，保
证电力系统处于通畅运行状态[4]。

3应用效益
通过将优化改造后的煤矿电气自动化系统正式投入使用，可以发现经过优化
改造以后，电力系统的运行效果获得有效提升，降低了很多不必要的成本投入，
有效节省了煤矿企业在传输方面、维护方面花费的投资成本，能够进一步增加系
统的应用效益。

结论：综上所述，在对煤矿电力自动化系统开展优化改造时，需要分别对硬
件部分、软件部分、系统开展优化改造，不断提高系统的抗干扰能力，能够在保
证煤矿生产安全的同时，提高煤矿电力自动化系统的运行稳定性。

参考文献：
[1]成泽军.基于工业以太网的煤矿电力监控系统设计[J].机械工程与自动化，2022(03):176-178.
[2]刘国林，苗满文.煤矿井下供电过程电力监控系统应用研究[J].能源与环保，2022，44(05):249-254.
[3]库雪坤.油田电力系统自动化控制技术应用及趋势[J].化工管理，
2021(20):193-194.
[4]苑静科.煤矿电力自动化控制系统地升级改造与应用[J].电子元器件与信
息技术，2020，4(05):147-148.
作者简介：张建锋（1985.10-）、男、陕西汉中、助理研究员、2010年毕业于重庆大学，主要从事煤矿安全监控、自动化、信息化及智能化领域的研究与应用工作。