矿山自动化工程精选(九篇)

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第1篇：矿山自动化工程范文

关键词：煤矿；自动化；特色专业

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0138-02

一、引言

专业建设是人才培养的关键，在我国许多高校开办了相同的专业，因此，办出自身的专业特色，为社会培养适合不同领域或行业的人才是高校亟待解决的首要问题。特色与创新教育已成为我国高等工程教育改革的重要内容，对于国家的富强和民族的振兴具有重要的意义。高等工程教育的目标是为国家培养经济建设和社会发展所需的建设人才。随着经济社会的发展，用人单位对大学生的专业特色、工程意识、工程基础、综合素质、创新能力要求越来越高。人才的专业特色和创新能力被提到了前所未有的高度。湖南科技大学是原煤炭部在江南的唯一一所本科院校，三十余年来，为国家煤矿企业培养了一大批从事煤矿自动化技术和电气技术的专业人才，为煤炭事业的发展做出了很大的贡献。2008年我校自动化专业经教育部批准为国家特色建设专业。

二、特色专业建设目标

总体建设目标：面向煤炭行业，以煤矿自动化为特色，培养具有扎实自动化专业知识理论基础，同时又具有煤矿自动化专业技术和技能的复合型工程技术人才。具体目标如下：

1.加强具有煤矿自动化专业技术的教师队伍建设。按照以专职教师为主、兼职教师为辅的原则，到煤矿企业聘请工程技术人员作为兼职教师。到建设期末，建设一支专兼结合的、教学经验丰富、科研能力强的教师队伍。

2.修订现有自动化专业人才培养方案，建立具有煤矿特色的自动化专业人才培养体系（包括课程教学体系和实践教学体系）。

3.加强与煤矿自动化相关的实验室建设和实习基地建设，提高学生的煤矿自动化技术专业技能。

4.加强与煤矿企业的产学研合作，鼓励学生参与相关的科研研究工作，提高学生科技创新能力和综合设计能力。

三、建设方案

1.根据煤炭特殊行业对自动化专业人才的要求，重新修订现有自动化专业人才培养方案，制定符合煤炭特殊行业自动化技术人才需求的专业人才培养方案。

2.依照该专业培养方案的要求，切实加强该专业的主干课程建设，同时设置符合本专业培养目标的特色课程，完善煤矿自动化专业的课程教学体系。拟开设的专业选修课程有：煤矿安全监控系统、矿山通信技术、矿山电气技术、煤矿供电技术等。

3.制订煤矿自动化特色专业的主干课程和相关的教学内容，在此基础上，编写特色专业教材：煤矿安全监控技术，计算机控制系统，煤矿自动检测技术等。

4.建设一支具有煤矿自动化专业知识及高素质高水平的教师队伍。以我校信息与电气工程学院自动化专业教师为主组建特色专业教师队伍，承担特色专业理论教学任务；同时，聘请省内煤矿企业工程技术人员5~10人作为兼职教师，承担实践性教学环节（实习、毕业设计）的工作任务。

5.加强实践性教学环节建设。（1）煤矿特色自动化专业实验室建设。在现有自动化专业实验室的基础上，计划新建“煤矿安全监控系统实验室”、“煤矿供电技术实验室”和“煤矿人员定位系统实验室”。（2）实习基地建设。拟与省内2~3家煤矿企业建立长期合作关系，建立长期的特色专业本科学生实习基地。

6.加强与煤矿企业的产学研合作，建立产学研合作基地，通过产学研合作提高教师的煤矿自动化技术水平，提高本科学生的学习质量。

四、建设与实践

经过近四年来的建设，自动化特色专业建设取得了一批成果，并在本科教育中进行实践应用。

1.制订了自动化特色专业人才培养方案和课程体系。增加相关的煤矿特色课程教学内容和实践教学内容，制订符合煤炭特殊行业要求的新的自动化专业人才培养方案。构建具有煤矿特色的自动化专业课程教学体系。设置了符合本专业培养目标的特色专业选修课程：煤矿安全监控系统、矿山通信技术、矿山电气技术、煤矿供电技术等。

2.培养一支具有扎实自动化专业基础理论知识，同时又具有煤矿自动化专业技能的师资队伍，对于煤矿自动化专业人才的培养是十分重要的。经过近五年的努力，我校先后选送十余名中青年骨干教师去国内煤炭高校攻读相关专业的硕士和博士学位。目前本专业有教授5人，博士12人。此外，为进一步培养学生的煤矿自动化工程实践能力，近年来先后在涉矿企业湘潭平安电气集团、湘电集团、谭家山煤矿等聘请多名煤矿企业工程技术人才作为专业课程教师或实践教学的指导教师，取得了良好的教学效果。

3.特色专业教材建设。在特色专业课程教学过程中，优先选用优秀的煤矿院校主编的专业课程教材。根据自身专业特色编写特色课程教材。已完成“计算机控制技术（含煤矿计算机控制技术）”、“矿山电气技术”和“煤矿安全监控技术”3部教材的编辑出版工作。

4.特色专业实践教学平台建设。（1）完成了“煤矿安全监控系统实验室”、“煤矿供电技术实验室”和“煤矿人员定位系统实验室”的建设，投入实验室建设经费130万元。（2）新增的本科教学实习基地有谭家山煤矿、涟邵矿务局、湘潭平安电气集团。（3）新增特色专业科研基地：湖南省工矿车辆电传动工程技术中心、先进矿山装备教育部工程技术中心。

5.将科研资源与教学资源有机结合，提高工程教育质量。我校定位为教学研究型综合性大学，煤矿特色是我校办学的一个重要特色。合并融合以来学科专业发展势头良好，科研水平不断提高，具有良好的科学研究和工程应用平台，取得了一批较高水平的科研成果。科研水平的提高带动学科专业的发展，学科专业水平的进步对教学水平的提高具有积极的作用。将科研资源转化为教育资源，也是提高工程教育质量的一个重要因素。教师的科学研究工作也是学生获得知识的一个重要的途径。能加深学生对理论知识的理解，增强教学效果。

6.加强产学研合作，提高学科专业水平。与大中型国有企业和民营企业合作，建立厂校合作的产学研研究基地是进行特色专业建设的另一个重要的举措。建立厂校合作的产学研研究基地，学校可以利用企业的技术资源和科研课题培养学生的工程设计能力和科技创新能力，学生通过参与课题研究，能力得到全面的锻炼和提升。先后与湘潭平安电气集团、湘潭电机集团、湘潭煤矿机械集团、江麓集团等企业建立了战略性的产学研研究基地。

经过近四年来的特色专业建设，我校自动化专业的学科专业水平和人才培养质量得到了进一步的提高。2009年我校控制科学与工程一级学科获得一级硕士学位点授权，其中，一个重要的研究方向就是煤矿安全监控技术。本科学生在国家“挑战杯”和全国“电子设计制作”竞赛中获得国家级奖励4项。培养的本科学生很受煤矿企业的欢迎。专业特色建设取得了预期的成效。

参考文献：

[1]王高山，徐飞.加强专业特色建设，切实提高人才培养质量[J].正德学院学报，2007，5（2）：29-31.

第2篇：矿山自动化工程范文

【关键词】工业以太网；现场总线；视频监控；胶带输送机

Coal Mine Belt Conveyer Monitoring System Application Based on Industrial Ethernet

DENG Feng-yong1 WANG Chao-yang2

（1.Jiaozuo Mingzhu Automation Engineering Co.，Ltd.， Jiaozuo Henan 454000， China；

2.Jiaozuo Huafei Electrical and Electronic Co.，Ltd.， Jiaozuo Henan 454000， China）

【Abstract】As China’s industrial automation technology improve， coal mine comprehensive automation development in China has been the industrial control industry more and more people’ attention， how to realize the entire mine automation is the mining industry stakeholders to research hot topic. In this paper to improve coal mine integrated automation level， the paper puts forward a monitoring system for belt conveyor in coal mine （centralized control， video surveillance） implementation plan. This solution to the field of industrial automation popular industrial Ethernet as the foundation， can make the downhole equipment real-time information fast， accurately transmitted to the ground control room， in order to achieve coal mine belt conveyer on the true meaning of automation control.

【Key words】Industrial Ethernet； Fieldbus； Video monitoring； Belt conveyor

煤碳产业是我国国民经济快速发展的基础，随着我国基础设施建设步伐的加快，能源需求增长加速，煤炭产量也迅速增长，但是由于煤矿井下作业远离地面，地形复杂，环境恶劣，井下监控设备落后等原因，严重制约着我国煤矿的安全开采，煤矿井下监控设备的更新已经迫在眉睫。

我国多数煤矿井下均采用分布式监控系统，即现场设备与控制器一对一的信息交换方式，该控制方式实时性差、信息集成能力不强、可靠性不易保证、系统不开放、可集成性差、可维护性不高，严重影响着矿井综合自动化程度的提高。

伴随着计算机、通信、网络等信息技术的高速发展，信息交换的领域已经覆盖了工厂、企业的各个角落，但是我国建设煤矿综合自动化的速度还远远落后于工业自动化技术的发展。如何让煤矿运用这些先进的自动化技术已成为我国矿山行业研究的热点。基于此，本文提出了在矿井工业以太环网基础上建立井下胶带输送机监控系统的实施方案，以提高我国矿井的综合自动化程度。

1 煤矿井下胶带输送机监控系统的分析

煤矿井下胶带输送机是煤矿井下运输线的重要组成部分，一个煤矿的安全生产与输送机的安全、稳定运行是密不可分的。老式的井下胶带输送机保护装置，无法实现装置之间的实时信息交换，更不能将现场胶带机的实时信息上传至井上，以供井上调度人员对胶带机的运行状态进行实时监控。保护装置之间只有简单的I/O闭锁，虽能满足现场运行要求，但是随着矿井自动化网络的建设，这种分布式控制思想已经不能融入到整个矿井的自动化系统当中，而且制约着矿井综合自动化水平的提高。

相比井下胶带输送机的控制系统，煤矿井下视频监控系统的实现要更容易。老式的煤矿井下视频监控系统，是由井下本安摄像仪、光端机组成的，虽然设备构成简单，但是随着井下监控地点的增加，就需要足量的视频线路将视频信号传递到地面上。这样一来，视频线路的铺设就变得复杂化，因此制约了监控地点的建立，也无法实现网络化，维护不方便。

2 基于工业以太网的煤矿井下胶带输送机监控系统的介绍

本文提出的煤矿井下胶带输送机监控系统主要由输送机集中控制和输送机运行视频监控两部分组成，它依赖于工业以太网环网与地面监控计算机和工业电视进行实时数据交换[1]。其系统结构图如图1所示。

如图1所示，该系统的输送机集中控制部分分为三个网络层次：设备层、控制层以及信息层[2-3]。在设备层，主要通过控制从站与现场设备进行信息交换，并采用总线式传感器、总线式急停开关等对该输送机实施保护，因此其可靠性大大提高、布线减少、安装方便，并可实现快速故障诊断；在控制层，主要利用现场总线技术[4-5]使控制主站与控制从站进行信息交换，实现设备层各个控制从站之间的I/O控制、闭锁和报文传送，并将I/O网络的功能和对等信息传输网络结合起来，保证了信息的实时性和确定性。同时，它也支持实时数据的传输，例如现场信息的上传以及控制指令的下传等；在信息层，采用工业以太网技术，通过TCP/IP协议，将胶带输送机集中控制系统的所有信息显示在地面监控电脑上，以便生产调度监控人员实时掌握井下运输线的工作情况并对其进行控制操作，它还能将胶带输送机的实时信息连接至企业的信息系统。

该系统的视频监控部分由本安型摄像仪、本安型光端机、网络视频编码器以及网络视频解码器等相关设备组成。网络视频编码器可以将多路视频信号编码、压缩成一路TCP/IP协议的网络视频信号，通过以太环网将网络视频信号上传至地面网络视频解码器，解码成标准的视频信号以供多个设备使用。

3 系统主要组成

3.1 地面控制中心监控部分

地面控制中心设置两台工业控制计算机（互为热备），配合相应的主流组态软件及传输接口，对井下运输线上所有胶带输送机的模拟状态进行图形显示，各条胶带输送机的故障状态及相关模拟量也可在地面监控中心的工业控制计算机上实时显示。

地面控制中心的工业控制计算机也可作为整个胶带机集控系统的控制中心，控制各条胶带输送机及其他设备的开停。

3.2 集中控制部分

该系统的集中控制部分以建设数字化矿井为目的，从提高煤矿企业效益的角度，构架涵盖煤矿井下胶带输送机的安全监控、生产控制、设备监控的各个层次的自动化网络系统。各层次均采用国际先进的工业自动化网络技术，以达到系统安全、有效的运行。系统可对整个生产过程进行集中监控，能实时采集和显示现场各生产环节设备的运行状态，具备数据处理及与矿井综合控制系统联网功能。

该系统采用多种控制方式，既可以集中启动整条胶带输送机运输线，又可以灵活地进行就地控制。因此可以使整条胶带输送机运输线在有煤时按序启动，无煤时按序停止，大大提高了胶带输送机的输煤效率，降低了胶带输送机的空载运行时间，减少了电能的浪费，实现了系统的节能降耗。

该系统还具有在整条胶带输送机运输线上的故障定位功能。相比老式控制装置故障无法定位，需要大量人员逐个排查既浪费时间，浪费人力、效率低又耽误生产的缺陷，该系统在设计时充分考虑了故障定位功能。故障出现后无需大量人员去逐个排查，只需一名维护人员按照系统故障提示的位置去排除故障即可，系统故障后恢复时间大大缩短，维护人员的使用效率也有很大提高。

3.3 视频监控部分

在井下设置一台多路网络视频编码器，将本安摄像仪输出的标准的模拟视频信号经编码调制、压缩后发送到以太环网上，供地面设备接收。该系统中，井下多台摄像仪共用一个环网交换机的接口，提高了网络资源和网络端口的利用率，从而提高了系统整体的网络性。

在地面控制中心设置一台多路网络视频解码器，由网络视频解码器提取以太环网上的网络视频信号，经过解压缩、解码成标准的模拟视频信号传出，再由视频分配器将视频信号分配给矩阵切换器和硬盘录像机，实时显示井下胶带输送机的运行状态和视频备份。

一个大型矿井安装的视频信号不会超过100路，经压缩后需要约50Mbyte网络带宽，而现在的矿井环网带宽多为1000Mbyte，因此足以满足视频信号的带宽。使用网络视频信号后，将大幅地节省井下视频摄像仪的安装过程，非常便于维护，而且不受线路的制约，可以满足井下多处视频监控的需求。

4 结束语

该系统具有标准通用的工业以太网协议，可以和全矿井综合自动化系统实现汇接，实现信息共享。系统的软、硬件均为冗余设计，这样使系统的安全性、稳定性大大提高。系统中信息交换由下而上逐级集中，控制既可集中于信息层操作，又可分散于设备控制层实施。信息交换实时性好，可靠性高，风险分散，使用方便，组合灵活。更重要的是系统技术先进、功能完善、配置灵活，各个子站均可独立自成体系，可以按照矿井要求分步配置，进而实现最佳配置。

【参考文献】

[1]张申.煤矿井下综合业务数字网网络结构的研究[J].煤炭学报，2002，4.

[2]张浩，谭克勤，朱守云.现场总线与工业以太网络应用技术手册（第一册）[M].上海科学技术出版社，2002，8.

[3]张浩，谭克勤，朱守云.现场总线与工业以太网络应用技术手册（第二册）[M].上海科学技术出版社，2004，1.

[4]刘曙光.现场总线技术的进展与展望[J].自动化与仪表，2000，15（3）：1-6.

[5]赵君.现场总线技术进展[J].哈尔滨理工大学学报，2002，7（2）：56-60.

第3篇：矿山自动化工程范文

关键词 矿井提升机；PLC；电控技术；直流调速系统

中图分类号TD53 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0118-02

0 引言

矿井提升机是关系到矿井安全生产的重要设备，对我国矿井生产起着决定性的作用。由于现在机械生产电子化程度的日益加强，对我国矿井电控技术及控制装置的研究成为一个重点研究领域。用PLC逻辑代替原来的继电器逻辑，并且用电子线路来代替磁放大器，对可调闸和动力实行调节控制等等，通过这些技术的引入，大大的提升了升机的性能。

随着改革开放，我国电控矿井提升机在设计、制造和研究上都取得了较大的进步。80年代前，我国大部分矿井采用的是绕线式异步电动机转子回路串电阻的交流调速系统，还有一部分采用G—M系统，即发电机—电动机直流调速系统，但使用这一部分的占少数。90年代，大部分矿井采用V—M系统，也就是晶闸管直流可逆调速系统，它是通过磁场进行转换的。部分矿井已经开始与国际接轨，使用技术先进的交流调速系统。随着我国经济的不断发展，与国际间的交流合作日益增加，我国新建矿井现在已经使用了全数字交、直流调速系统、全数字交等。

1 PLC电控矿井提升机的构成

目前的PLC电控矿井提升机主要由主电路、主控PLC 电路、提升行程检测与显示电路、提升速度检测、提升信号电路五部分构成。主电路主要包括换向器、电动机、启动柜、电气制动电源，现在大部分主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。

我国现在有80%以上的矿井实现调速是通过改变改变转子回路串联附加电阻的继电器—接触器控制。这种调速方式是高耗能的调速方式，在运行时，绝大部分的能量转化成热能消耗掉，致使电控系统的运行效率比较低。这种调速方案在运行时需要采用直流能耗制动方案或者低频制动方案。这两种方案都需要设置辅助电源和定子绕组进行二次切换操作。

2 使用PLC电控矿井提升机出现的问题

2.1 设备问题

PLC电控矿井提升机的主控系统是一个继电器控制系统，系统的柔韧性比较差、故障率比较高、现场适应性也不是很好。在使用中，系统故障的查找起来不是很便捷。系统故障报警系统不是很完善。并且缺乏信号检测和记录的功能，并且对减速断超速保护、倒车保护、速度的测试和显示不是很精确。

2.2 无法直接进行试验

使用PLC电控矿井提升机，由于在电控中某些软件具有保护功能，不能直接进行试验。这就造成了在实践中不能像在模拟中那样可以便捷的调整和改变参数。在实际的操作中，我们只能对过卷、松绳、闸间隙等几个保护进行试验，无法试验过速、限速等保护。还有辅控系统通常是以磁放大器为综合比较环节的反馈控制回路，经过长期使用证明具有调试困难，速度闭环环节跟随性与灵敏度差等缺点。

2.3 操作人员的水平层次不齐

操作人员的水平决定了PLC电控矿井提升机的可靠性、控制精度。目前很多技术操作人员没有很好的掌握PLC电控矿井提升机的操作程序和注意事项，通常只是熟练掌握PLC电控矿井提升机的输入等的相关操作，他们无法正确判断电控矿井提升机的可靠性和安全性。PLC电控矿井提升机的安全运转主要依赖电控设计人员的水平和生产厂家的把关。

3 相关建议

3.1 制定企业对PLC电控矿井提升机操作的标准

对于PLC电控矿井提升机的使用，除了《煤矿安全规程》的相关规定，企业也应该配备硬件配置、软件设计方面的强制标准，这样可以使得PLC电控矿井提升机更为安全的使用。同时企业也应该和操作人员定期交流，了解他们在实际操作中遇到的问题，并给与相应的解决方案。

3.2 定期实施技术改造

要定期对PLC电控矿井提升机实行技术改造。由于现在电控提升机的生产厂家比较多，而且比较分散。所以在改造时，首先要尽可能的统一电控矿井提升机。对单绳缠绕式提升机除了进行变频调速，也可以子串电阻全数字交流提升机电控系统进行配置上的调整。对多绳摩擦提升机可以更改直流电控系统的配置进行升级。对低压缠绕式提升机由于它的容量比较小，可以采用低压交流变频调速电控系统。这样不但可以降低管理上的困难度，也可以合理的配置，提高其使用率和工作效率。例如，洛阳中信重机自动化工程有限责任公司选用Siemens公司的S7系列PLC研制开发生产的矿井提升机PLC电控系统，取得了比较好的使用效率。

3.3 完善人员培训制度

使用PLC电控矿井提升机的企业应该完善对技术人员和操作人员的培训制度和培训体质。定期和厂家进行联系合作对机操作人员和技术管理人员的专业技能和技术水平进行培训。培训合格后获得资格证才能进行对PLC电控矿井提升机的操作。同时企业可以将相关工作人员送到高校进行培训和进修，使工作人员熟悉PLC电控矿井提升机的设计原理和操作流程。

并且企业可以开展一些PLC电控矿井提升机的知识问答和操作竞赛等活动，提高员工的积极性。并定期进行PLC电控矿井提升机的相关知识进行宣传，使得企业形成操作人员和技术人员的梯队。

4 结论

通过使用PLC电控矿井提升机，可以大大提高采矿的能力和水平，在实际中要注重PLC电控矿井提升机运行的安全性和稳定性。充分发挥PLC电控矿井提升机的优势，提高系统综合性能，为我国矿井安全生产做贡献。

参考文献

[1]叶予光，梁南丁.基于PLC技术的矿井提升机电控系统[J].机电一体化，2004(6).

[2]双永顺，乔和.矿井提升机控制系统技术改造[J].煤矿机械，2008(8).

[3]白生威，何富贤.基于PLC技术的矿井提升机换向控制系统[J].矿山机械，2011(2).

[4]王文华.矿井提升机控制系统设计[J].电工技术，2011(8).