煤矿掘进机电控系统可靠性设计分析

煤矿掘进机电控系统可靠性设计分析

赵晓伟

开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司  唐山市063000

摘要:煤矿掘进机作为煤矿开采过程中最为重要的作业工具,其对煤矿井下作业的正常有序开展有着至关重要的影响。影响煤矿掘进机有序运行的因素诸多,其中,电控系统是最为主要的影响因素。对煤矿掘进机电控系统进行分析,以期加深人们对煤矿掘进机电控系统的理解,进一步完善煤矿掘进机电控系统的可靠性设计,为煤矿掘进机的安全稳定运行奠定良好的基础。

关键词:煤矿掘进机;电控系统;可靠性;设计

伴随着煤矿开采的发展和相关研究工作的不断深入,电控系统的功能将会不断的完善,其可靠性也将不断的提高,在煤矿开采中必将发挥更大的作用。今后在实际工作中,仍然需要加强研究工作,重视经验的总结,以进一步提高电控系统的可靠性,提高掘进机的性能,使其在煤矿开采中更好的发挥作用,提高煤矿开采的效率。

1煤矿掘进机电控系统概述

对于煤矿掘进机而言,电控系统是不可或缺的重要组成部分。如果煤矿掘进机缺少了电控系统,不仅难以正常施工作业,也无法对煤矿巷道实施开采。煤矿掘进机电控系统控制着煤矿掘进机各项辅助设施,负责处理煤矿掘进机实际运行中的一些问题。所以,确保煤矿掘进机电控系统的可靠性设计具有十分重要的现实意义。煤矿掘进机电控系统内部组建质量与工作人员的技术水平会对煤矿掘进机电控系统可靠性造成影响。煤矿掘进机电控系统由多个不同功能的内部组件组合而成,每个组件都会对煤矿掘进机本身的电控系统运行情况产生直接影响。所以,安装煤矿掘进机电控系统的过程中,安装人员必须严格把好质量关。应采取定期培训的方式,提高安装人员的专业技术水平,确保煤矿掘进机电控系统的安全运行。

2煤矿掘进机电控系统的构成

尽管生产厂家不同,掘进机电控系统的组成存在着一定的差异,但是基本上包括电源、控制输入、保护输入、传感器、控制输出、显示部分。在设计的时候,为了提高整个电控系统的可靠性,可以根据不同组成部分的具体特点,进行有针对性的设计,从而使得整个系统的可靠性得以提高。

3煤矿掘进机电控系统可靠性设计的影响因素

为了提高电控系统的可靠性,必须了解其可靠性设计的影响因素,从各个方面入手,采取相应的策略。一般来说,在设计的时候,需要采用货源好,质量稳定的电气元器件,并对采用的元器件进行筛选,保证质量可靠。处理元器件之外,设计人员、设计技术水平也会影响电控系统的可靠性,所以,还必须提高设计人员的综合素质,采用先进的设计方法。

4煤矿掘进机电控系统的可靠性设计

4.1技术安全性设计

只有做好煤矿掘进机电控系统的安全性设计,才能切实提高煤矿掘进机电控系统的可靠性,确保煤矿掘进机的正常有序运行,保证煤矿生产工作的顺利开展。煤矿掘进机电控系统设计中,电控箱设计最为重要,也是最基础的部分。基于技术安全性设计需求,对电控箱进行设计时,应从结构设计入手,采用隔爆兼本质安全型结构。对关键尺寸进行放大设计,有助于实现可靠设计要求。对于一些特殊功能与逻辑设计要求,应在实现逻辑功能的基础上,做好安全性设计与可靠性设计。可从紧急保护功能与器件设计、开关输入事件处理方面入手。紧急保护功能与器件,应对执行元件进行直接控制,以更好地应对紧急突发情况。开关输入事件处理的设计上,可使用常开或常闭的节点进行输入,使用过程中做好输入特性的分析,避免PLC系统在故障状态下出现错误输入操作,保证掘进机电控系统的安全性、稳定性。

4.2软件可靠性设计

煤矿掘进机电控系统的正常稳定运作,在一定程度上要依靠软件设计。软件负责协调与组织电控系统逻辑,对故障进行分析处理。要想保证煤矿掘进机电控系统的可靠性,必须做好软件的设计工作。要保证软件通信的可靠性,设计过程中要做好数据的校验,如果发现数据存在问题,要第一时间予以解决,避免发生数据传输不准确问题,影响电控系统的稳定运行。异常处理程序是影响电控系统可靠性的重要因素。掘进机电控系统日常运行过程中,常常会出现断电停机问题,必须要进行重启。设计过程中,不需要设计掉电保护程序,而应设计一个重新得电后的开始运行程序。

4.3电磁兼容性设计

煤矿实际开采环境,导致煤矿掘进机电控系统的电控箱内电磁环境十分复杂、恶劣,一旦PLC受到电磁干扰,不仅会造成存储器中数据的丢失,甚至可能使整个掘进机电控系统处于危险状态。应做好煤矿掘进及电控系统的电磁兼容性设计,防止PLC受到强烈干扰。通常情况下,电磁干扰进入PLC系统主要有三个途径,即空间电磁波辐射干扰、过程通道干扰、供电系统干扰。可采取密闭式壳体,对PLC进行设计。采取独立的隔离变压器,为PLC提供电力。除此之外,还可以对保护器、传感器进行电磁防护设计。传感器供电电缆、信号电缆使用屏蔽双绞电缆,尽量使用电流信号,做好煤矿掘进机电控系统的电磁兼容性设计。

4.4环境适用性设计

煤矿掘进机施工作业过程中,极易受到震动、粉尘等方面的影响。要想确保煤矿掘进机电控系统的可靠性,可以从两方面入手。首先,做好煤矿掘进机电控系统的防震设计,加装防震垫,使用防震螺栓固定原件,对接插件采取胶粘的方法,起到预防震动伤害的作用。其次,煤矿掘进机施工作业过程中,如果电控系统所处环境湿度过大,会使电控系统的电气设备出现绝缘劣化、金属腐蚀等问题,所以必须控制好掘进机电控系统周边环境的湿度,将相对湿度控制在35%~85%。做好煤矿掘进机电控系统的防潮与防尘设计工作,利用化学干燥机,排除电控箱内部的潮湿空气,使电控箱内部始终处于均匀低湿环境。可以为电控系统设计专门的加热器,避免因电控系统停机而造成结露现象,使电控箱内始终保持相对较低的湿度。为进一步加快煤矿掘进机电控系统的发展,应注重科学技术的投入与创新,强化安全管理机制。科学技术是社会发展的推动力,也是煤矿掘进机电控系统发展的助推力。只有注重科学技术在煤矿掘进机电控系统设计中的发展与应用,积极引进全新的技术、设备,才能保证煤矿掘进机电控系统的可靠性、先进性,满足社会经济的发展需要。安全管理始终是开展一切工作的重要前提,只有完善安全管理内容,才能更好地保证煤矿掘进机电控系统的安全性。工作人员必须未雨绸缪,制定科学合理的安全管理制度,保证煤矿掘进机电控系统的可靠性。

5结语

煤矿生产中,煤矿掘进机电控系统的应用越来越广泛,其对煤矿掘进机的安全稳定运行起到了决定性作用。煤矿掘进机电控系统设计过程中,必须要将提高电控系统设计可靠性放在研发与制造的首位,不断改进与更新,这样才能保证煤矿掘进机的有序运行,促进煤矿开采工作的顺利进行。

参考文献:

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