摘要:在有色金属矿中,矿井提升机是主要的运输装置。矿井提升系统纷繁复杂,其中所涉及的环节较多,对各工序的控制也不同,系统的惯性较大,工作状况多样化等。在矿井提升系统中虽然有安全措施,但因为作业环境的恶劣,一些机械零件或元器件的功能会大大下降,由于系统的非自动化功能,大多数情况都是由人工进行操作,人工操作所带来的误差等都会给监测和控制带来一定的影响,使安全性能有所下降,所以提升系统在运行中所出现的故障仍然存在。由于一些部件功能的缺失,对提升及系统的运行难以掌握,没有按照既定的线路来运行,所以出现故障的情况也会时刻存在,严重时可能会给工作人员的生命安全带来威胁,从而影响金矿企业的经济效益。
关键词:矿山立井;提升机;电气自动化
引言
提升机能否平稳、安全、准确的发起制动,很大一部分是由提升机的电气控制系统所决定的,电气控制系统可以有效的控制机械的运行速度,减少机械之间的磨损程度,降低机械的维修率,最终提高机械的使用寿命。固对于提升机电气控制系统的研究一直是重要的课题,随着自动化技术的不断发展,对提升机各方面的能力也有了较高的要求,同时对于电气传动的方式也有了新的要求。对提升机的要求是:有较好的提升能力,有较高的使用性能;对电气传动系统的要求是:能够快速的进行正转运动和反转运动,能够进行准确的制动,有较高的性能等等。
一、 矿山设备中电气自动化技术应用的重要性
目前自动化技术在各个领域应用广泛,我国矿山企业近年 顺应科学技术发展,逐渐完善管理方式,积极开展技术升级改 造,矿山设备的运行效率得到显著提升。不仅提高了矿山设备 生产运行的安全性、稳定性,而且通过该技术的应用,实现矿 山设备生产各个环节的有效控制,优化矿山企业各项职能管 理,对矿山企业实现全面革新建设、推行智慧化矿山的目标有 着重要意义。
二、矿山竖井提升系统当前现状分析
两者之间的互助配合,共同来完成提升工作,此过程的提升相对复杂,且提升过程中存在着一些不足,最主要的问题体现在控制的精度不够准确,在对精度的控制上,实际设定的位置与停车的位置存在着较大的误差,而如果采取中途停车,也表现为停车有误;而另外的一个问题是,提升过程中的自动化程度低,一般都是人工进行操作,安全性不能得到保障。此竖井提升机在加速和减速阶段过于明显,而在这两个阶段接触器的频繁工作,所发出的噪音增加,从而影响接触器的寿命,提高了其发生故障的概率,由于这种竖井提升机都是由人工进行操作的,而并非是自动化,在接触器发生故障的同时,会给人身的生命安全造成一定的威胁。另外一个不足的地方是,提升机所使用的是电阻能耗控制模式,此模式的能源消耗相对较高,在提升机进行提升和减速的过程中,整体的能量消耗太高,对于企业而言,能耗较高会直接影响企业的经济效益,而对于国家号召的节能减排而言,能源消耗大势必会排量高,则与国家的节能减排背道而驰。
三、电气自动化控制在提升机上的应用分析
随着自动化技术的不断发展,电气自动化控制技术已经广泛的应用到各个领域中。在矿井提升机中电气自动化控制技术已经逐步渗透,现阶段国外的电气自动化控制技术已经相对成熟,我们国家在此技术上也有了很好的应用,以下从三个方面对电气自动化控制技术在提升机上的应用作了简要的阐述。
(一)提升工艺过程电气自动化控制
在交流变频装置的设备中,电气自动化控制技术都应用在提升工艺方面。在自动化控制系统中,由于该系统的灵活性强,运算的速度快,同时也具备诊断的性能,这是以往传统的控制模式所不能实现的。对交流变频装置,应用电气自动化控制系统可以取得良好的控制效果,它们把控制、监视、基准值预测以及模拟控制等组合在公共的计算机控制总线上,组成静止变流器的传动控制,计算机实现速度及多个变量的调节。
(二)提升能力控制。
将机械与电气知识密切结合,从硬件到软件进行重新优化。首先在-440装矿站用超级终端与主井称重装置建立联接,优化主井称重仪的精度和重量限度。
然后将多次实验所得的数据固化传入飞利浦称重仪中。根据平衡锤和箕斗的重量,选定一个基础重量,更换提升机称重模块,在这个基础上进行提升重量验证,取得一个最佳的程序数据后修改提升机主体程序。追根溯源,将提升机运行及控制原理还原于根本,结合积累的管理经验,使提升机提升量与配重之间达到了最佳匹配。
(三)安全回路。
安全回路,顾名思义,指的是在设备电气出现故障时能够自动进入保护的状态,最大限度的保证设备和人员的安全,安全回路可以根据故障产生的不同因素,采取不同的处理方式,它具有监视的作用,无论是设备还是电气的故障都能进行准确的安全制动。
(四)电气自动化技术在配电系统中的应用
目前,电气自动化在我国的配电系统中应用的还不够广泛,因此还具有一定的局限性。为了进一步提升配电系统中主站与子站之间的联系,将他们系统组成一套配电自动化系统,就需要在配电系统中推进电气自动化技术的应用,以此降低相应的人工操作强度和难度,确保配电系统的长期稳定运行[4]。总之,电气工程是电气自动化技术应用的主要领域之一,也是电气自动化技术发展的基础,两者是相辅相成、协同进步的关系。
(五)经济效益
相比较改造前的系统,改造后设备的运转中所消耗的电量降低了,用电的成本相对减少了,经过进一步的详细计算可以得出,改造后的系统用电成本节约了有3万左右,与此同时,系统设备的运行更加稳定,故障的发生概率也有了大幅的降低,减少了维修设备的工作,节约了人力成本、时间成本等,保障了矿井生产的安全性和稳定性。
(六)在运输带设备的应用
运输带设备中工作人员可以通过电气自动化技术的应用,借助网络监控设备对运输带输出轴与传感器的运作状态进行实时监控。同时通过显示系统与通信系统对运输带的电流进行调控,一般情况下工作人员所获得的实时监控数据信息要比预期数值高,因此,矿山设备运输带的电流量会随之降低,以达到控制设备中压力的目的,最终实现矿山设备自动化运行。矿井提升机的应用主要是实现控制设备自动化运行,操作人员在提升机运行过程中通过深度指示器、监控设备,实时监测提升容器的动态位置,通过井筒位置开关,自动实现减速、停车。另外设备润滑制动系统的运行状态也能进行实时监测。电气自动化技术配置相应的PLC,其功能与作用就是在保证提升机运行状态的基础上优化设备运行管理,实现信号系统、电气保护、闸瓦间隙、能耗管理等功能的互锁联动。排水设备是矿山不可或缺的关键设备,尤其是地下开采矿山。对于自动化程度较高的矿山,基本可以实现无人值守泵站自动排水。主要是通过PLC技术与网络通信技术,将排水泵启停所需的排真空、开关出水阀、管网选择、水仓液面、设备状态分析等进行逻辑控制,借助网络通信实现远程操控。在矿山采掘机械设备的应用是矿山工程实现智能化的关键,目前我国大部分矿山采掘机械设备靠电力和液压驱动运转。工作人员需要将电机系统容量与实际的生产需求之间的关系作为一个关键控制内容。
结束语
矿井使用的控制装置多为机电装置或接触器,其系统的稳定性较差,运行故障较多,用电过多,从而对导致矿井的经济成本增加,而且还会影响矿井的正常生产。应用矿山机电一体化技术可以有效避免故障率多等问题,保障了作业人员的安全,降低累设备的维护费用,提高了设备运行的效率,有效的保障了矿井的安全性和高效性。
参考文献
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[4]彭均力.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].绿色环保建材,2019(12):240.
[5]王鑫.浅谈电气自动化系统的应用及未来发展研究[J].科学技术创新,2019(34):156-157.
作者简介:刘 伟(1978.12)男,山东省莱州市,本科,助理工程师,电气自动化专业。