（西安煤矿机械有限公司产品设计研究院采煤机电气所陕西西安710000）
摘要：随着我国社会经济的快速发展，电气系统的相关技术不断完善。为了有效满足用户的个性化需求，必须要进行掘进机电气系统的设计。不仅能够有效缩短设计周期提高工作效率，而且能够促进电气系统自动化。电气控制保护单元能够为整个电气系统提供支持，也是标准化设计的发展趋势。本文通过对于标准化掘进机电气控制系统保护单元的设计进行分析，明确电气系统标准化电气控制保护单元的设计方案，并且运用I/O模块、通讯模块、数据采集模块等相关的模块促进掘进机电气控制保护软件标准化。
关键词：标准化；掘进机电气控制；保护单元
电气控制保护单元通过多个项目共同形成，具有非常高的稳定性。能够在很大程度上保证电气系统的稳定运行。电气控制保护单元标准化设计能够有效降低设计的难度，节省了设计成本，从而提高掘进机电气系统的设计质量。
一、标准化电气系统设计的意义
标准化电气设计就是指在一定时期内，通过不同的产品制定统一标准模式，能够有效的帮助电气系统的适用范围更加广泛，促进电气系统的技术不断成熟。标准化电气系统是电气系统模块化设计的基础，模块是标准化产品设计的基本单元。通过运用模块化设计，能够简化电气系统的设计结构，促进电信系统的有效升级[1]。通过电气控制保护单元的设计，能够充分的体现出结构典型化、部件通用化、参数系列化、装配组合化的优点。模块也是整个系统的通用部件，通过模块能够直接组建成为一个完整的电气系统，并且在更高层次上实现系统的优化。
掘进机电气控制系统具有很多方面的优点，例如，能够有效提高电控箱的装配质量、避免重复劳动、提高设计速度。能够帮助电气控制系统快速推广，便于生产，也能够减少成本，便于后期的维护。
二、标准化电气控制保护单元
（一）系统结构
标准化掘进电气系统设计的主要核心是电气控制保护单元的标准化设计，标准化电气控制保护单元，在掘进机控箱的内部能够具有信号采集、信号整理、信号保护、参数设置、通讯等功能。现阶段电气控制保护单元包括I/O模块、通讯模块、数据采集模块、信号采集模块、隔离模块等不同的接口。通过操作箱、电气照明灯、报警装置、瓦斯断电仪等设备能够保证电气控制系统的基本保护功能。也能够有效的针对电磁阀控制箱、数据采集器、状态监测显示器等设备进行有效连接，提高掘进机的整体操作水平。
电气控制保护单元必须要通过外部信号采集模块来监测、采集电气的漏电情况。如果一旦发生电机或者电缆的绝缘水平下降到标准值以下，必须要立即采取漏电保护动作。通过所有的热敏电阻值增大来加强过热保护单元动作，控制检测常闭节点的断开，切断过热回路，保证电气系统停止运转[2]。电气控制保护单元的继电器能够帮助外围设备输出启停信号，有效控制电气照明灯报警装置等控制继电器。
（二）硬件结构及功能
通过选择Beckhoff嵌入式PC控制器作为主控器，能够帮助电气控制系统实现，PLC运动控制和可视化任务。在WindowsCE6.0独立操作系统中，运用400MHzARM9,64MBRAM以及256MB的存储卡，能够进行提高掘进机电气控制保护单元的连接功能。控制器可以连接以太网，并且连接USB插口。通过这些硬件结构，能够有效的综合工业PC和传统PLC的优点。通过对于PLC技术在电气控制保护单元中的运行效果进行分析，能够明确PLC技术最主要的功能就是对于电气控制保护单元运行的状态进行检测。一方面在电气控制保护单元中的技术可以分为两个方面，首先是为PLC技术控制器，另一部分就是现场装置，由于PLC技术的可编程特点，所以能够实现电气控制保护单元电气自动化控制的工作环境的适应性，最主要的特性就是可靠性与安全性。针对电气控制保护单元，配电系统设计的过程中，通过采用PLC技术，必须要针对PLC技术的工作环境进行分析，由于电气控制保护单元的PLC技术新硬件需要针对环境进行检测。PLC技术安装完成之后，能够有效的发挥出PLC技术的自动检测功能，首先可以对电气系统的设备进行自动控制。此外还可以针对电气控制保护单元的各个部件进行自动化的感应，当PLC技术接入到电气控制保护单元之中，能够针对自动化遥感信号进行收集与整理，并且及时的加以反馈。通过PLC技术能够进一步满足普通计算机控制系统，也能够明显的提高装置的运行效率，减少运行成本。此外PLC技术的协议具有开放式的通信特点，所以能够保证，信号之间的接线方式更加的简单，尤其是在智能化系统之中，工作人员还可以直接对PLC进行编程改造，并且排查出电气自动化控制系统中存在的故障。不仅功能强大，而且具有丰富的通讯保障。进一步缩减了电气控制保护系统的体积，实现拆装便利、无限扩展、简单操作的功能。利用丰富的系统接口也能够支持现场总线的类型，保证掘进机电气系统生命周期不断发展与完善。隔离栅包括热电阻隔离栅、模拟量隔离栅以及RS485隔离栅。本安信号隔离板，将本安操作箱的硬接点信号进行隔离，能够加强本安信号的稳定性。本安CAN隔离模块可以直接采集电机中的回路电流，避免高压信号对电气控制系统产生影响。并且能够实现可视化图形，有效促进本安CAN信号隔离效果。
（三）软件结构
掘进机电气控制保护单元的软件结构，根据PLC的概念进行开发，应用程序能够独立实现程序仿真、程序编译、软件编程等功能，并且建立标准程序数据库，为不同的整机提供可剪裁的软件，建立标准化程序代码库。控制保护程序标准化，能够加强软件保护的共性分析，包括数据采集子系统回路控制，保护标准化程序。软件通讯标准化，包括RS485通讯子程序、本安CAN通讯子程序等，能够实现程序任意调用或屏蔽通讯接口[3]。
结论：伴随着我国社会经济的快速发展，电力企业，要想在激烈的市场竞争中站稳脚跟，必须要积极促进，企业的管理水平不断提升，通过掘进机，电气控制保护单元的设计能够，减少开发成本，提高设计水平，增强了掘进机市场竞争实力。
参考文献：
[1]康永玲.标准化的掘进机电气控制保护单元的设计[J].煤矿机械,2018,39(02):13-15.
[2]熊小伏.电气设备主动保护与控制概念及功能架构[J].电力系统自动化,2018,42(02):1-10+49.
[3]车朝刚.电气自动化控制系统对继电保护安全性的保障分析[J].南方农机,2018,49(01):170+176.