煤矿机电自动化控制技术的运用浅探--中国期刊网

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煤矿机电自动化控制技术的运用浅探

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：王梦泽

[导读] 摘要：伴随着煤矿生产技术的快速发展，越来越多的机电设备被投入使用。但在煤矿机械化作业期间，存在高能耗、低效率的问题，还要引入先进自动化控制技术才能使机电设备性能得到改善。

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        摘要：伴随着煤矿生产技术的快速发展，越来越多的机电设备被投入使用。但在煤矿机械化作业期间，存在高能耗、低效率的问题，还要引入先进自动化控制技术才能使机电设备性能得到改善。煤炭企业只有把握机电自动化控制技术优势，合理在煤矿各个生产环节中引入技术，才能达到煤矿机电控制目标，继而为煤矿生产提供强有力的技术保障。
        关键词：煤矿机电；自动化控制技术；运用
        1 煤矿机电自动化控制技术的优势
        1.1 提升设备运行效率
        在煤矿开采需求量逐渐增加的背景下，对矿山机电设备运行效率也提出了更高要求。煤矿生产系统由各种设备构成，部分设备运行状态不佳将导致系统整体运行效率低下。而煤矿生产作业环境复杂，井下温湿度较高，给设备运行带来了较大负担。采取传统模式进行设备管理，运行程序复杂，容易出现人工操作失误问题，导致系统整体运行不稳，出现效率下降问题。结合煤矿现场开采情况，综合分析设备型号、运行条件等各项因素，合理引入自动化控制技术实现系统升级改造，能够使设备运行得到实时调节。
        1.2 保证人员作业安全
        煤矿生产过程中将遭遇各种可变因素，如有毒有害气体可能伴随着采掘作业深入产生。应用机电设备若人员未能按照规范进行设备操作，可能引发开采作业安全事故，在造成人员伤亡的同时，引发巨大经济损失。应用自动化控制技术能够简化设备操作，使人员错误操作发生几率得到降低。设备得到自动化控制，能够保证设备得到科学、合理使用，促使设备运行的稳定性、安全性得到提高，达到降低故障发生几率的目标，从而有效进行生产事故预防。通过将煤矿各种机械设备连接在一起，实现智能化管理，可以使煤矿机电生产得到全方位集中控制，确保设备安全问题得到及时发现和预防。
        1.3 提高煤矿生产水平
        在煤矿生产中，企业还要通过降低生产成本获得预期经济效益。应用自动化控制技术对各类控制模块进行灵活组合，能够建立相应编程体系，使煤矿各种机电设备得到紧密结合。在系统控制过程中，利用逻辑图、梯形图等各种图形对程序执行过程进行描述，能够根据现场生产需求进行系统调试，促使系统管理水平得到提升。目前各种自动化装置都配备稳压、屏蔽等模块，能够在恶劣环境中保持正常通信状态，为装置持续稳定运行提供支撑，可以避免不确定性因素给煤矿生产带来的威胁。保证煤矿机电生产稳定、高效，能够使煤矿开采质量和效率得到提高。
        2 煤矿机电自动化控制技术的应用分析
        2.1 在煤矿集控设备中的应用
        由于煤矿生产作业环境具有一定特殊性，所以需要实现各种机电设备的集中控制，通过建立完善的井下监控系统进行有害气体、设备运行、人员作业等各方面内容监测监控，为各项管理工作开展提供数据支撑。应用自动化控制技术，可以利用分布控制系统加强机电设备集中控制管理，为煤矿生产指挥调度工作开展提供平台支撑。平台通信采用工业以太网，需要建立PLC控制站和地面监控中心。在井下进行控制主站和分站布置，需要将可编程控制器作为核心，通过在井下设备生产现场进行控制器安装，能够实现各种井下信号的采集，实现设备的可靠控制[2]。在对机电设备进行控制时，可以实现远程遥控和闭锁控制，保证设备作业的安全性和可靠性。将采集到的各种信号传输至监控中心，利用软件进行直观性界面显示，能够为人员操作和管理设备提供便利。利用平台终端软件，能够对各单元参数进行调整，并使参数在大屏幕上以各种图像显示。

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遭遇突发情况，平台界面会弹出报警提示，并启动声光报警和记录相关信息，为应急管理工作开展提供信息依据。在对区域机电设备资源进行综合改造时，可以利用平台实施智能化监控，根据设备监测的新要求进行多样化控制，在对潜在性技术问题进行消除的同时，使设备达到新的控制作业要求，最终使区域资源得到充分利用。
        2.2 在煤矿采掘设备中的应用
        在煤矿采掘过程中，应用自动化控制技术能够使设备性能得到改善。在割煤机工作过程中，引入自动化控制技术能够结合煤层高低、起伏完成采煤机运行轨迹自动运算，实现自动切割管理。根据设备自动记忆，可以在多刀切割中进行切割参数调整，促使煤矿开采作业高效进行。在采煤机工作过程中，需要采用液压牵引机。应用自动化控制技术进行改造，能够在系统中加入控制器对设备进行实时监控，结合实时采集到的数据进行设备运行参数调整，在保证采煤机正常工作的同时，使牵引设备得到可靠应用。部分煤矿开采作业采用空压机，由于设备工作状态不稳，容易出现排气量增加问题，导致设备运行产生大量能耗。应用自动化控制技术加强空压机与采煤机的结合，能够利用变频器实现螺旋杆旋转频率调节，保证设备排气量始终处于正常范围，在保证设备稳定工作的同时，使设备作业能耗得到减少。在煤矿开采期间也存在较多安全隐患，还要利用自动化控制设备实现井下环境实时监测，对重要数据信息进行采集、传输和分析，为设备联锁保护、短路保护等各项功能实现提供支撑，继而使煤矿开采作业高效进行。如风门开关就存在较多隐患，利用自动化控制系统进行风门操作机械控制，能够使气体流速趋于平稳，避免因内外气流压差过大引发安全事故。
        2.3 在煤矿储运设备中的应用
        完成煤矿开采后，还要利用各种储运设备将煤炭运输至地面。应用自动化控制技术，能够使储运设备保持稳定运行，保证煤炭安全运输。结合实践经验可知，储运设备一旦发生通讯故障，容易导致设备停车，导致系统运行效率下降。目前在煤矿储运系统中，西门子PC7S系统得到了广泛应用，能够用于实现设备闭锁控制，对独立设备进行停车控制，保证其他设备正常运行。在系统通讯方面，主要采用现场总线技术，能够利用标准智能化设备保证系统通讯良好，设备得到稳定控制。实际在井下胶带输送机运行控制方面，采用的盘式制动装置由液压泵、制动系统和电控系统构成，能够产生促使制动闸与制动盘摩擦力增加的制动力，从而实现制动控制。利用PLC实现设备电动机和传感器工作状态控制，根据设备运行状态对各项操作数据展开分析，能够保证设备数值处于合理范围内，如在电流减小时使胶带得到减速控制。在胶带运行期间发生故障，可以根据监控信息进行停车控制，促使来煤方向胶带立即停车，使设备的安全性得到保证，以免有意外发生。在矿井提升机控制方面，可以实现异常位置自动监测控制，通过执行控制逻辑加强设备管理，促使设备保护功能向着数字化的方向发展，从而使设备维护效率得到提高。
        3 结论
        在煤矿机电生产作业管理方面，应用自动化控制技术能够使设备运行效率得到提高，同时可以通过简化设备操作和保证设备稳定运行加强安全管理，并且通过改造设备推动机电管理信息化、智能化发展，促使煤矿生产管理水平得到提升。在实践应用过程中，还要结合生产需求在煤矿集控系统、采掘系统和储运系统中合理引入自动化控制技术，实现设备运行、调度和监测等各项管理工作，继而使系统整体运行水平得到提升。
        参考文献
        [1]蔚田.试析煤矿机电自动化的必要性及要点[J].能源与节能,2018,000(001):124,143.
        [2]朵宝红.浅谈煤矿机电自动化集控的发展分析及应用[J].内蒙古煤炭经济,2019,000(017):29-30.
        [3]王宜行,张玉昆.试论煤矿机电自动化技术的创新应用[J].山东工业技术,2019,284(06):102-102.