摘要：煤矿电气自动化系统主要是有硬件和软件两个部分组成，在对系统进行设计的过程中，为提升系统的性能及其运行稳定性，可从硬件和软件两个方面着手，对系统进行优化设计。基于此点，本文首先对煤矿电气自动化系统的硬件优化设计进行分析，随后对煤矿电气自动化控制系统软件的优化设计进行论述。

　　【关键词】煤矿；电气自动化；系统优化设计

　　1煤矿电气自动化系统的硬件优化设计

　　1.1电路优化设计

　　1.1.1输入电路的优化设计方法煤矿供电系统受复杂生产环境的影响在运行中存在着不稳定性，为了保证电气自动化控制系统安全运行，应在输入电路部分安装电源净化元件，避免因电气自动化控制系统出现故障而影响煤矿生产运行的稳定性。在输入电路设计中，可将电气自动化系统的输入电源控制在24V，对电路载荷进行适当调节，保护系统的稳定运行，避免短路问题发生。由于PLC芯片在电路短路的情况下易受到损坏，导致系统运行故障，所以需优化设计输入电路，消除短路的影响。

　　1.1.2输出电路的优化设计方法电气自动化控制系统的输出电路优化要以满足煤矿生产运行为前提进行优化，保证各类型设备装置能够适应系统的高频性动作，如指示设备、调速设备等，使设备的响应速度不受影响，符合生产运行对各类设备的功能要求。如，在水泵机房的电气自动化控制系统设计中，系统输出频率为每分钟6次，可利用继电器对输出电路进行优化设计，以达到提高输出电路抗干扰性能、简化电路构成的良好设计效果。但与此同时必须注意的是，如果电气自动化控制系统输出感性负载，一旦系统面临断电情况，就会使系统产生浪涌电流，对系统芯片造成损坏，严重时会直接损毁芯片，造成系统运行故障。所以，在优化设计电气自动化控制系统的输出电路时，要有效控制浪涌的产生，保护芯片安全完整。为满足这一要求，可在电气自动化控制系统的输出电路盘上连接二极管，让二极管吸收系统产生的涌浪电流，避免涌浪电流冲击芯片。如果系统输出频率在每分钟7-10次之间，也可利用继电器优化输出电路设计，最好选择固态继电器以保证输出电路运行的稳煤矿电气自动化控制系统设计及优化文/苏永生煤矿电气自动化系统主要是有硬件和软件两个部分组成，在对系统进行设计的过程中，为提升系统的性能及其运行稳定性，可从硬件和软件两个方面着手，对系统进行优化设计。基于此点，本文首先对煤矿电气自动化系统的硬件优化设计进行分析，随后对煤矿电气自动化控制系统软件的优化设计进行论述。摘要定性，增强水泵房开合动作控制的灵活性。

　　1.2抗干扰优化设计

　　煤矿电气自动化控制系统需在恶劣的环境下运行，强烈的脉冲会干扰系统芯片的正常工作，所以必须采取有效的抗干扰设计：在系统外部罩上金属工作柜，将外壳与地面连接，以屏蔽电子脉冲的影响；分布电容是造成电网高频干扰的主要原因，所以在系统设计时应充分考虑电网高频的特点，优化电路设计，安装隔离变压器，并将中性点经电容连接于地面，以达到屏蔽脉冲的效果，满足煤矿企业生产运行的需求；结合电气自动化控制系统优化布线方案，用双绞线对信号传输线进行模拟，对电缆的电磁干扰进行屏蔽。尽量分开电动力线路与弱电信号线，使两者保持一定距离；优化输出电路设计，对电气自动化控制系统的输出电路进行调整，使其能够吸收系统运行中产生的浪涌电流，避免涌浪电流对系统造成干扰；优化输入电路设计，在保证电气自动化控制系统正常运行的情况下，结合PLC供电电源的电压取值范围优化电气自动化控制系统。一般情况下，煤矿企业的PLC供电电压在85V-240V之间，其允许值变动幅度较大。通过调整电路设计，能够在满足PLC供电电压要求的前提下消除系统干扰。

　　2煤矿电气自动化控制系统软件的优化设计

　　对于煤矿电子自动化控制系统而言，硬件是主体，而软件则是核心，是所有功能得以实现的关键之所在，因此必须对软件设计进行优化，从而确保系统的功能和作用得以最大限度地发挥。在进行系统软件优化设计时，可将程序的结构及过程重点。

　　2.1程序结构优化设计方法

　　在对系统的软件程序结构进行优化设计时，应当以煤矿企业的生产实际作为立足点，换言之，要保证软件程序的结构符合企业生产需要，同时，还要确保程序能够按照生产任务的变化进行调整和拓展。为使系统的软件程序能够及时进行更新，可以采取模块化的结构，对系统软件程序进行优化设计。模块化是目前较为流行的一种软件设计方法，它将软件划分为若干个模块，不同的模块负责不同的功能，鉴于此，运用模块化设计时，可结合煤矿井下生产作业现场的实际情况，将与系统对应的控制目标细分为多个模块，在所有子模块全部完成之后，可利用模块拼装的方法，组成系统的软件程序。在对自动化控制系统的软件进行模块化设计后，可使系统的调整变得敢更加方便和快捷，由此可以使系统与煤矿生产的契合度得到显著提升。

　　2.2程序过程优化

　　对系统软件程序进行优化设计时，可将优化的重点放在I/O接口的分配上，因此，应当按照煤矿井下生产作业现场的实际运行情况，设计与系统对应的I/O信号，并保证信号能够根据具体需要进行合理分配。通过这种方法对软件程序进行优化设计之后，能够使系统的维修工作效率获得大幅度提升。不仅如此，在集中编号当中，还涵盖了定时器与计数器，这使系统的软件运行过程变得更加稳定。

　　2.3软件调试

　　当软件优化设计完成后，可采用先分块后组合、先单步后连续的方式对软件进行调试，其中逐块调节时，可以使用单步调节的方法，并对各个寄存器及存储器的运行状态进行观察，以此来判断其是否达到相关的使用要求，如果软件程序并未达到要求，那么应当找出错误的原因，对程序进行更正；每完成1个模块，便可与上个模块组合到一起，在基础上进行全面调节，看是否能够达到预期中的设计要求。

　　3结论

　　综上所述，电气自动化控制系统是煤矿较为重要的系统之一，在确保井下生产作业安全性方面具有不可替代的作用。系统的设计合理与否，直接关系其自身功能的发挥。为此，在对设计人员在对系统进行设计的过程中，应当从硬件和软件两个方面，对系统进行优化设计，以此来提升系统的整体性能。

　　参考文献

　　[1]郭毅鹏.煤矿电气自动化控制系统应用优化分析[J].资源信息与工程,2018(04):85-87.

　　[2]牛万春.煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用[J].机械管理开发,2018(05):142-144.

　　[3]高恒,李珂.煤矿电气自动化控制系统优化设计研究[J].技术与市场,2016(10):95-97.

　　[4]王庆海.煤矿电气自动化控制系统的优化设计[J].自动化应用,2016(12):104-106.

　　电气节能问题，是煤炭产业从业者都应该关注的问题：（1）开展电气自动化节能设计，能够使煤矿企业周边的环境得到保护，在电子自动化节能技术的支持下，建设环境友好型能源企业；（2）煤矿电气自动化节能设计能够有效地减少不必要能源的消耗，在一定程度上提高煤矿企业的生产效益。

　　1煤矿电气自动化节能设计原则

　　1.1可持续性

　　煤矿电气自动化节能设计主要手段是通过资源回收利用达到节能环保的效果，因此可持续性、可循环利用性是煤矿电气自动化节能设计的重要原则，也要兼顾国家的环保政策，缓解我国严重的环境问题，因此在进行煤矿电气自动化节能环保设计时，需要相关设计人员考虑到我国的发展情况，实事求是地进行煤矿电气自动化节能环保的设计工作[1]。

　　1.2优化供配电设计

　　为煤矿生产中的用电设备提供充足的能源是电力系统最重要的作用，因此，如何为用电设备提供可靠能源，是评价一个电力系统是否稳定可靠的关键。此外，配电设计应考虑煤矿电气自动化的供电要求和负荷容量，保证整个电力系统的稳定、灵活、高效。

　　1.3安全可靠

　　采用节能技术，必须以电气设备安全运行为根本前提，安全性是电气自动化节能设计的根本原则。这要求相关设计人员在开展工作之前，要明确电气自动化节能设计安全性与节能性的辩证关系，保证煤矿电气自动化节能设计在安全的环境下顺利进行。1.4减少对环境的影响电气自动化节能设计的根本目的在于节能环保。节约能源不止在于推动我国可持续发展的战略脚步，还能够提高煤矿企业的经济效益，从一定程度上增加煤矿企业的核心竞争力，使其可以在竞争日渐激烈化中站稳脚跟。

　　2煤矿电气自动化的节能设计技术

　　2.1消减电力传输时的能源消耗

　　实现煤矿生产中的电气设备节能，其核心在于减少电能传输过程中的损耗。设计时应注意：（1）在煤矿电气材料的选择上要进行严格的把关，在不影响煤矿电气使用的基础上，减少煤矿电气自动化所连接的线路的长度，从而减少相应的阻碍因素，保证煤矿电气的高效率；（2）缩短供电距离也是增加煤矿电气系统运行效率的有效途径。供电距离直接影响煤矿电气系统的效率问题，在保证电气系统安全运行的基础上，缩短煤矿电气系统与配电中心的距离是煤矿电气自动化节能设计的重要工作；（3）合理选择传输导线的截面，减少电气系统电流传输中的电阻，提高煤矿电气自动化节能设计的可靠性。

　　2.2选择合适的变压器

　　变压器在电能进行传输是承担着升降电压、匹配阻抗的作用。因此在选择变压器时，要考虑两点：（1）合理选择变压器容量，降低变压器自身功率的损耗，从而达到节能的目的[2]；（2）相同线制的变压器能够提高电能传输的稳定性，从而起到良好的平衡负荷的作用，而多选用单向自补偿或三相四线制的变压器，能够有效地规避电流波动引起的意外损耗，在平稳运行的基础上，实现电气自动化设计的节能作用。需要相关工作人员注意的是，一些旧型号的变压器，因为技术的限制，与现阶段的线制不符，这一定程度上造成煤矿电气设备的耗能增加，影响煤矿企业的经济效益。变压器的位置也会在一定程度上影响变压器的工作性能，因此相关工作人员应该注意将变压器安放到电力负荷中心的位置，不仅减少了电能输送的距离，还达到降低电能消耗的目的。

　　2.3选用无功补偿装置

　　无功补偿装置是指对电力传输中无功功率进行补偿以弥补电能无端损失的技术，同时无功补偿装置结构简单，价格低廉，能够应付如今多元化的供电需求，因此广泛地应用于各种领域当中，是实现煤矿电气设备节能目的的有效途径。然而，相关技术人员在安装动态无功补偿装置的时候，需要注意几个问题：要求转变技术人员的理念，从认识无功补偿装置的机理出发，从而制定有效的管理维护方案，定期对无功补偿装置进行维护。同时，优化设备的控制系统，使补偿装置实现节能效果最优化。而合理的筛选无功补偿装置的投切方式，能够有效地避免震荡、倒送等现象发生。

　　3相关案例

　　（1）某煤矿企业通过增设无功功率补偿达到节能的目的，这是因为电流输送和电气设备运行过程中，存在有无功损耗，严重影响到输送电能的效率，直接影响到电力系统的运行质量以及运行效率。在这个过程中，需要相关设计人员对煤矿变压器进行合理选择，其次要降低传输中的电能损失。（2）有源滤波器是随着电气技术的应用，在煤矿生产中出现的滤波装置。由于电网中存在晶闸管等非线性元件的运行，变流过程中产生大量谐波，在一定程度会造成电网的不稳定，从而给煤矿生产带来一定的隐患。使用滤波器来消除谐波对于电气设备的影响，是电气自动化节能技术的重要手段，该煤矿企业使用串联的方式，并对电气系统进行无功补偿，有效地消除了谐波带来的影响，提高了供电系统功率因数，达到自动化节能提效的目的。（3）煤矿企业在照明设备的选择上，也按照电气自动化节能设计的原则，选择高效的光源，不仅能够起到良好的节能效果，还增加了地下采矿的安全性，一定程度上提高了煤矿企业的经济效益。

　　4结语

　　煤矿企业作为能源型企业，又是用电大户，因此节能技术的应用在电气自动化的设计中占有十分重要的地位，促进节能技术在煤矿企业电气自动化设计中的应用，能够最大化的降低电能的消耗。

　　【参考文献】

　　［1］吕琪然.煤矿电气自动化控制系统优化设计分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2016,(2):246.

　　［2］王玉英,王文魁.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究[J].电脑知识与技术,2011,32:8055-8057.