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煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计探究

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：续卫铜

[导读] 摘要：近年来，我国社会发展迅速为了保证煤矿井下机电设备安全稳定运行，企业应做好设备状态的监测工作，从而及时根据核心零部件故障微弱信号识别设备故障问题，制订可行的维修策略，延长设备的使用时间。

        陕西涌鑫矿业有限责任公司陕西省榆林市 719000
        摘要：近年来，我国社会发展迅速为了保证煤矿井下机电设备安全稳定运行，企业应做好设备状态的监测工作，从而及时根据核心零部件故障微弱信号识别设备故障问题，制订可行的维修策略，延长设备的使用时间。分析了煤矿井下机电设备状态监测技术，并指出了其具体应用模式，以期为煤矿井下机电设备的状态监测工作提供更多依据。
        关键词：煤矿井；机电设备集；控制系统；设计；探究
        引言
        随着煤矿开采的现代化，越来越多的机电设备被应用到煤矿开采中。由于煤矿井下恶劣的环境，煤矿机电设备会发生各种故障。因此，对煤矿机电设备的快速诊断和维修对于煤矿的正常生产十分重要。分析了煤矿机电设备的故障诊断方法，并探讨了其维修技术的要点，可为煤矿机电设备的故障维修提供一定的参考。
        1设计综采机电设备集中控制系统的和重要性
        目前，我国煤矿井下的综采系统已经朝着自动化发展的方向进行，重点是有移动变电站、智能开关和其他不同的器具组成。在实际应用时，因为内部存在诸多机电设备，所以仅仅依靠人为控制将很难进行全方位管理，最终会影响整个设备的质量。因此，一定要运用相关手段进行管理才能够提升井下综采机电设备的运行过程。多数集中控制系统就是能够对电机设备进行统一管理和调度的。这不仅保证了煤矿开采的安全性，也能够让整个综采机电设备内部的控制系统有效地向前发展。另外，一定要注意对设备进行远程监控，从而有效地进行集中管理。
        2煤矿井下机电设备状态监测技术
        2.1物联网技术
        物联网属于新生事物，具备较大的应用价值与发展空间，且具备感、传、知、用等特点，可分为网络层、应用层及感知层等部分。其基础与前提为感知层，由传感器、二维码及RFID（射频识别）技术组成，可全面感知信息；网络层在实时传递信息时主要通过无线网、移动网及以太网等完成，实现平台与支撑功能；应用层主要利用应用系统等交互平台完成物与物、人与物的智能化交流，保证智能化管控效果。具体而言，物联网技术包括以下几种：RFID技术。其属于无线通信技术，在RFID读卡器通电之后，将调制射频信号改变为无线电频磁场，在内部设置磁场电路，将磁场能转化为电能，且内置天线可接受驱动标签包含的相关信息。同时，在接受标签发出的载波信号后，阅读器可及时解码，并将信号传递至系统服务器。传感器技术。其保证物联网与现实世界的相联，基于一定的方式与规律将现实信息转换为一定的电信号，实现传输、处理、控制及显示信息的要求。作为物联网的基础技术，传感器技术可针对性采集被测对象的信息，在物联网发展过程中占据十分重要的位置。智能化传感器网络节点技术。在传输、处理及采集数据信息的基础上，在SOC（系统级芯片）中利用嵌入式技术集成无线收发模块、定位系统及传感器，为物联网先进感知技术提供支撑。承载网络通信核心技术，包括公共通信网、互联网、局域网及下一代互联网技术等。
        3维护煤矿井下机电设备故障的措施
        在实际维护的过程中，请一定要在分析相关要求的基础上来检查本身。如果内部真的存在问题，则应该在第一时间来解决问题，千万不能够出现严重的生产事故。
        3.1准确地对机电设备故障进行判断
        在进行机电设备故障维修时，最为关键的是要对机电设备故障进行准确判断。

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要准确地找出机电设备发生故障的原因，区分人为因素和技术因素。对于人为因素引起的机电设备故障，应采取一定的管理措施来防范这种故障的发生。而对于技术因素引起的机电设备故障，应对相应设备采取更换的措施。要准确地找出机电设备故障的位置。在发生设备故障时，只有一部分零件发生故障，对这部分零件进行维修就可以排除故障。通过以上分析可知，机电设备故障诊断主要可以采用人工经验法和故障诊断技术的方法。然而，大多数情况下，故障诊断技术给出的维修策略只是一个大致的结果，在进行机电设备故障维修时，还需要工程师根据自身的维修经验做出准确判断。
        3.2系统整体设计
        现场检测、网络通信及控制管理均属于煤矿井下机电设备状态监测系统。其中现场检测模块具备感知功能，划分为感知层。网络通信模块具备网络功能，划分为网络层。控制管理模块具备应用功能，划分为应用层。通过设计系统流程，工作人员可通过感知层判别煤矿井下机电设备的运行模式，准确判定空气电压、湿度、温度及CO2浓度等因素。感知层主要以网络层为控制中心传输数据信息，并在屏幕显示机电设备的运行状态，当系统感知参数与标准设定参数不符，超出设计标准时，会向用户发出声光报警信号，保证机电设备故障信号的准确测定，并据此制订可行的解决方案，确保机电设备的安全稳定运行。
        3.3控制电路设计
        整个控制电路主要是由PICI单片机、230芯片、LCD信号按钮一起组成。具体设计时需要按照如下几点流程：第一，先将信号输入到数据控制器内部，并充分利用信号控制器来分析数据；第二，对信号问题产生的故障进行判断和处理；第三，多数控制器将控制信号传入了开关内部，最终才能够有效地控制开关。其中，多样化的通讯信号和PC串口可以对整个数据进行传递，LCD显示系统则可以用来显示运输的整个过程，最终警报系统的实际作用是能够对突发的故障进行报警。
        3.4系统运行过程
        通过煤矿井下机电设备状态监测系统，工作人员可实时了解井下配电系统与设备的运行情况，系统向工作人员及时发出预警信号，保证对井下电力系统油温的准确测定，实时判别变压器、环网柜、高压开关柜及发电机等大型设备的故障信息，避免因高温出现故障隐患问题。煤矿井下存在多种类型的机电运行设备，多个变电所通过光纤通道连接，并在环路上设置近千个状态检测点。当某个机电设备运行状态参数超出设定数值，监测系统会向外界发出声光报警信号，降低安全隐患的发生概率。同时，主通风机的加速传感器与振动监测分析仪设备可实时采集信号波形，在频谱分析的基础上提取故障特征，实时监测机电设备的全寿命周期，实现对机电故障的实时分析。
        结语
        随着采矿技术的发展，煤矿开采越来越依赖于机电设备。然而由于煤矿井下狭小恶劣的环境，机电设备容易发生故障，这严重影响到煤矿开采的安全进行。因此，应该注重对煤矿机电设备的故障诊断和维修。目前，机电设备的故障诊断方法可分为人工经验法和故障诊断技术。人工经验法是工程师通过经验来诊断机电设备的故障，而故障诊断技术是在信息化技术上发展起来的一种设备故障自动化判别方法。为了做好机电设备的故障维修，应准确地对机电设备故障进行判断，正确地对机电设备进行拆解，并要注意设备的使用年限。
        参考文献：
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        ［3］陈殿赋.高产高效综放工作面瓦斯治理技术与实践［J］.矿业安全与环保，2015，42（3）：66-70.