試論煤礦機(jī)械設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用

張俊杰

（陽泉煤業(yè)集團(tuán)，山西陽泉 045008）

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，許多產(chǎn)業(yè)都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械的自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率和質(zhì)量都得到了極大提高。在煤礦生產(chǎn)中，機(jī)械的自動化程度將對生產(chǎn)的效率產(chǎn)生極大的影響。當(dāng)前，我國煤礦產(chǎn)業(yè)的自動化生產(chǎn)程度已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，自動化技術(shù)也正在向著多樣化和智能化的方向發(fā)展。然而，在煤礦機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用中還存在一定的問題，給煤礦生產(chǎn)質(zhì)量的提高造成了一定的限制。為此，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)及時(shí)更新生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，在未來的發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)將這些先進(jìn)的技術(shù)與實(shí)際生產(chǎn)有效結(jié)合起來，從而帶動整個煤礦企業(yè)的發(fā)展。

1 煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)中電氣自動化

煤礦的生產(chǎn)還包括地面作業(yè)的部分，具體包括煤層的粉碎、煤礦的篩選、運(yùn)輸和儲存等環(huán)節(jié)。煤礦的地面生產(chǎn)主要通過地面生產(chǎn)系統(tǒng)來完成。這個系統(tǒng)全面負(fù)責(zé)煤礦的加工、分揀、儲存、運(yùn)輸?shù)?。在系統(tǒng)工作的過程中易產(chǎn)生一定的噪音和灰塵，對工作人員的工作環(huán)境產(chǎn)生了一些不良的影響。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了這一問題，為作業(yè)人員提供了更為舒適、安全的工作環(huán)境，與此同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行的效率也有明顯的提高[1]。

地面生產(chǎn)系統(tǒng)的電氣自動化技術(shù)中最為核心的技術(shù)就是控制技術(shù)，在生產(chǎn)過程中較常使用的主要有三種控制方式。

1.1 繼電氣控制方式

這種控制方式是我國在20世紀(jì)80年代以前使用較為廣泛的一種手段。在技術(shù)水平較為低下的情況下，這種控制方式也存在許多明顯的缺陷，例如系統(tǒng)過于復(fù)雜，線路過多且相互交錯影響，給故障的排除帶來了極大的難度；系統(tǒng)的靈活性差，無法根據(jù)實(shí)際的工作情況進(jìn)行調(diào)整，因此在實(shí)用性上也較差。這種控制方式最大的優(yōu)勢在于成本較低，因此在一些經(jīng)濟(jì)水平較低的煤礦開采地區(qū)仍在采用這種控制方式。

1.2 單片機(jī)構(gòu)成的控制器

到了20世紀(jì)80年代中期，我國的科技水平有了一定的提高，因此在控制器上也有了升級。利用當(dāng)時(shí)已有的科技手段，使用了軟件編程的方式來控制煤礦開采過程中應(yīng)用到的電氣設(shè)備。這種控制方式有效地改善了繼電氣控制方式中靈活性較差的缺陷，但這種控制方式的穩(wěn)定性較差，并且在信號的轉(zhuǎn)化效率上較低，因此之后也被更為先進(jìn)的控制方式所替代。單片機(jī)控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 單片機(jī)控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

1.3 可編程控制器方式

可編程控制方式是當(dāng)前最為先進(jìn)的一種控制手段，也是應(yīng)用最為廣泛的控制方式。它結(jié)合了上述兩種控制方式的優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了對電氣設(shè)備的模塊化管理。在這種控制方式中，最為核心的設(shè)備包括中央處理器、電源設(shè)備、端口、信息輸入和輸出設(shè)備等。這些設(shè)備的連接都采用了集成電路的方式，因此控制系統(tǒng)的整體規(guī)模很小，占用空間少。此外，這種控制方式還具有穩(wěn)定性強(qiáng)、靈活性高、操作簡單等特點(diǎn)，極大地提高了電氣設(shè)備的控制效率和質(zhì)量[2]。

2 煤礦提升機(jī)械設(shè)備電氣自動化

20世紀(jì)80年代是我國煤礦產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的時(shí)期，許多大型的煤礦企業(yè)都是在這一時(shí)期成立的，一些煤礦開采設(shè)備和技術(shù)也是在這一時(shí)期得以發(fā)明和應(yīng)用。在當(dāng)時(shí)，許多煤礦企業(yè)都采用了膠帶運(yùn)輸?shù)姆绞絹磉M(jìn)行煤礦的運(yùn)輸。當(dāng)代的煤礦運(yùn)輸方式在此基礎(chǔ)上增加了施工狀況的監(jiān)控系統(tǒng)，將煤礦的開采、運(yùn)輸、儲存等環(huán)節(jié)有效地結(jié)合在了一起。在計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的支持下，煤礦的生產(chǎn)也開始向著一體化和智能化的方向發(fā)展。有企業(yè)甚至研發(fā)出了全數(shù)字化的生產(chǎn)模式，對所有的生產(chǎn)過程進(jìn)行了集中監(jiān)控，有效提高了工作的自動化程度。

隨后，交變電流也應(yīng)用到了煤礦生產(chǎn)中來，并進(jìn)一步提高了煤礦生產(chǎn)的效率。在煤礦的提升機(jī)方面，西方發(fā)達(dá)國家研制出了新型的提升機(jī)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的中心管控系統(tǒng)，在加工工藝和運(yùn)輸工藝上都進(jìn)行了革新。此外，一些國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控，有效減少了生產(chǎn)事故和安全事故的發(fā)生。

信息技術(shù)的應(yīng)用使得煤礦產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率獲得了前所未有的提升，尤其是在信息技術(shù)較為發(fā)達(dá)的國家，煤礦生產(chǎn)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了自動化。在這一方面，我國的生產(chǎn)技術(shù)相對落后，需要企業(yè)和政府共同努力，研發(fā)新的設(shè)備和技術(shù)，并積極吸取國外先進(jìn)的理論技術(shù)，結(jié)合我國實(shí)際進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用。此外，在煤礦生產(chǎn)的安全性上，企業(yè)和政府也應(yīng)予以應(yīng)有的重視，在提高煤礦生產(chǎn)效率的同時(shí)，注重生產(chǎn)安全性的提升。對企業(yè)而言，提高生產(chǎn)的信息化程度不僅是提高自身競爭力的要求，還是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提。

3 煤礦機(jī)械設(shè)備安全，監(jiān)控控制系統(tǒng)

我國當(dāng)前使用的煤礦機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)大多都是從國外引進(jìn)的，但我國的專家和學(xué)者正在積極地研究符合我國實(shí)際生產(chǎn)要求的技術(shù)和設(shè)備。當(dāng)前，我國在監(jiān)控控制系統(tǒng)的研究水平上已經(jīng)達(dá)到世界中等水平。

我國部分煤礦企業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用由我國自主研發(fā)的監(jiān)控控制系統(tǒng)，其中包括遙感設(shè)備、紅外監(jiān)控設(shè)備等。在應(yīng)用過程中，這些設(shè)備和系統(tǒng)都獲得了良好的應(yīng)用效果。但存在的問題是，這些設(shè)備的種類和生產(chǎn)量都較少，當(dāng)設(shè)備需要進(jìn)行維修或替換時(shí)，零件的選擇較少。此外，設(shè)備的質(zhì)量也有待進(jìn)一步提高，相對國外的設(shè)備而言，我國研發(fā)的設(shè)備在使用壽命上整體較低，給煤礦生產(chǎn)增加了一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。相關(guān)研究人員和研究部門應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步優(yōu)化煤礦生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量，并通過不斷的實(shí)踐和應(yīng)用，提高設(shè)備的操作性、實(shí)用性和安全性[3]。

4 變電站綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

供電系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)過程中必不可少的，起到了給生產(chǎn)提供動力的作用。為提高煤礦生產(chǎn)的整體自動化程度，在變電站的建設(shè)和控制過程中也應(yīng)當(dāng)采用自動化系統(tǒng)。變電站的自動化控制系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集、記錄、分析等，提高了信息傳輸和處理的效率。變電站的自動化系統(tǒng)使用從整體上提高了煤礦生產(chǎn)的自動化程度。

5 結(jié)語

在煤礦的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，應(yīng)當(dāng)有效利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化控制，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。在自動化控制系統(tǒng)中，可以綜合應(yīng)用遙感技術(shù)、紅外線監(jiān)測技術(shù)等，并完善煤礦的監(jiān)控體系，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。對我國的煤礦企業(yè)而言，提高機(jī)械設(shè)備電氣自動化水平是需要最先解決的問題。煤礦企業(yè)只有掌握了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，才能對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行有效的應(yīng)用，從而提高整個產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)水平。煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣自動化生產(chǎn)是未來的行業(yè)走向，也是必然的發(fā)展趨勢，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)抓住發(fā)展機(jī)遇，做好技術(shù)的創(chuàng)新和開發(fā)，從而在市場中確立自己的競爭優(yōu)勢。

［1］譚得健.我國煤礦自動化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.中國礦業(yè)大學(xué)，2010（09）：12-13.

［2］田青，王建文，張穎.煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)［J］.煤炭技術(shù)研究，2013（04）：48-50.

［3］侯帥，楊斌.煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷以及維修［J］.煤炭市場，2011（28）：56-60.