礦山設備電氣自動化控制

李海敏

（廣西高峰礦業有限責任公司，廣西河池 547205）

0 引言

礦山設備管理中，設備運行效率是極為重要的管理內容，信息化時代為礦產企業提供了新的發展機遇。礦產企業要實現礦山設備運行效率的進一步提高，必須通過更新應用技術、轉變管理觀念來實現設備運行質量的提高，使設備生產和運行最大限度滿足安全生產和目標管理的需求。

1 電氣自動化技術概述

電氣自動化技術的本質就是將電氣控制與自動化技術進行融合的一種自動化控制系統，從電氣自動化技術的應用角度上看，該技術主要是通過計算機信息技術與PLC 的結合，實現對礦山設備的控制和管理。首先，計算機信息化技術對數據信息有著較為高效的分析和處理功能，幫助工作人員提高信息數據的處理效率；其次，PLC 能夠簡化礦山設備中的控制體系和控制流程，從而提高礦山設備的控制效率。電氣自動化技術是在信息化時代出現的一種新興技術，主要應用于電力系統、礦山設備的生產運行中。與傳統控制技術相比，電氣自動化技術在應用過程中安全性和穩定性都有了質的提高。從電氣自動化技術的應用前景來看，該技術適用范圍廣泛，高效的控制效率為其爭取了良好發展空間，電氣自動化技術具備較為良好的發展和應用優勢。電氣自動化技術涵蓋了較多分支，包括仿真技術、實時動態監控技術以及柔性交流電技術等，應在礦山設備控制中推廣應用上述幾項技術[1]。

2 礦山設備中電氣自動化技術應用的重要性

目前自動化技術在各個領域應用廣泛，我國礦山企業近年順應科學技術發展，逐漸完善管理方式，積極開展技術升級改造，礦山設備的運行效率得到顯著提升。不僅提高了礦山設備生產運行的安全性、穩定性，而且通過該技術的應用，實現礦山設備生產各個環節的有效控制，優化礦山企業各項職能管理，對礦山企業實現全面革新建設、推行智慧化礦山的目標有著重要意義。

3 礦山設備中電氣自動化技術的應用

3.1 PLC 的應用

PLC 在礦山設備中的應用主要是對各個運行環節的邏輯控制、信息采集、篩選以及整合，工作人員可以根據獲得的數據信息，對礦山設備中的各個運行節點、運行傳感器進一步分析與處理。PLC 在礦山設備中的應用主要是以智能化控制為主，實現設備的智能化操控與自動化運行[2]。此外PLC 能夠對礦山設備的運行信息進行通信、整合，從而實現礦山設備動態管理，使礦山設備各個運行系統更為科學、協調。

3.2 仿真技術的應用

仿真技術主要是以建模的方式對礦山設備的運行狀態進行分析，通過測算環節實現礦山設備運行數據、參數的確定。仿真技術的應用不僅能夠降低工作人員的測量次數，提高工作效率，還利用仿真技術的測算功能和建模功能，實現礦山設備運行數據和運行參數的模擬分析，從而快速明確礦山設備故障原因和故障點，實現故障診斷、故障修復。

3.3 實時動態監控技術的應用

實時動態監控技術是電氣自動化技術的重要組成部分，不僅優化了礦山設備生產運行管理效率，促進監控系統與管理流程的動態化。而且結合信息化技術實現了遠程管理，促進整個礦山設備運行的全面動態管控。實時動態監控技術能夠對礦山設備的運行數據、參數進行記錄、儲存和反饋。從應用流程可以看出，該技術可作為礦山設備管理人員的好助手。

3.4 柔性交流電系統技術的應用

ASVC 是柔性交流電系統技術的核心，其應用價值就是實現礦山設備生產和運行的高效控制、快速調節。柔性交流電系統技術在礦產行業領域中屬于新型應用技術，主要作用是調控礦山設備的關鍵參數、關鍵環節的獨立處理[3]。

3.5 智能控制技術的應用

智能控制技術是信息技術、智能技術以及自動化控制技術融合產生的一種應用技術，主要應用于礦山設備的運行環節。能夠憑借自身功能實現礦山設備運行狀態的監督、控制，這一應用特點對于礦山設備的運行狀態來說，具有完善、優化優勢。同時企業工作人員能夠通過智能控制技術明確判斷礦山設備的運行故障，從而實現故障信息反饋的實效性，為故障檢修人員提供更為明確的信息和充足的檢修時間，實現設備故障的快速修復。

4 礦山設備中電氣自動化技術的應用實踐

4.1 在運輸帶設備的應用

運輸帶設備中工作人員可以通過電氣自動化技術的應用，借助網絡監控設備對運輸帶輸出軸與傳感器的運作狀態進行實時監控。同時通過顯示系統與通信系統對運輸帶的電流進行調控，一般情況下工作人員所獲得的實時監控數據信息要比預期數值高，因此，礦山設備運輸帶的電流量會隨之降低，以達到控制設備中壓力的目的，最終實現礦山設備自動化運行。

4.2 在提升機的應用

礦井提升機的應用主要是實現控制設備自動化運行，操作人員在提升機運行過程中通過深度指示器、監控設備，實時監測提升容器的動態位置，通過井筒位置開關，自動實現減速、停車。另外設備潤滑制動系統的運行狀態也能進行實時監測。電氣自動化技術配置相應的PLC，其功能與作用就是在保證提升機運行狀態的基礎上優化設備運行管理，實現信號系統、電氣保護、閘瓦間隙、能耗管理等功能的互鎖聯動。

4.3 在排水設備的應用

排水設備是礦山不可或缺的關鍵設備，尤其是地下開采礦山。對于自動化程度較高的礦山，基本可以實現無人值守泵站自動排水。主要是通過PLC 技術與網絡通信技術，將排水泵啟停所需的排真空、開關出水閥、管網選擇、水倉液面、設備狀態分析等進行邏輯控制，借助網絡通信實現遠程操控。

4.4 在通風設備中的應用

通風設備也是礦山的關鍵設備，屬一級負荷。國家安全規程中對于主扇、局扇的使用都有明確要求。一般主扇屬于較為大型的成套設備，通過傳感監測技術、PLC 技術與計算機技術進行整合，實現完善的控制、監測、保護、反風功能。通風設備需要監測風量、風速、氣體參數、設備潤滑等，較先進的主扇還可以自動調節葉片角度，優化功耗指標。

4.5 在采掘設備中的應用

在礦山采掘機械設備的應用是礦山工程實現智能化的關鍵，目前我國大部分礦山采掘機械設備靠電力和液壓驅動運轉。工作人員需要將電機系統容量與實際的生產需求之間的關系作為一個關鍵控制內容。利用計算機技術不僅能夠實現采掘機械設備運轉狀態的控制與監測，還能夠通過數據的分析與采集，明確采掘機械設備在運轉過程中是否存在故障和問題。

4.6 在選礦技術中的應用

我國選礦設備自動化技術近幾年發展迅速，一些先進的選礦廠已經能夠實現從DCS 到生產專家系統EMS 控制的升級，選礦設備也朝著大型化、智能化、可視化等方向發展。DCS 主要是通過通信DP 總線將各個PLC 工作站整合，實現各工藝流程的控制管理。先進選礦廠配備在線粒度分析儀、在線品位分析儀、自動加藥系統、聲吶濃度計等關鍵設備，通過數據建模，實現整個選礦工藝的自動管理。

5 電氣自動化控制管理的對策

5.1 積極升級應用先進技術

礦山設備的質量和運行安全是保證礦產開采工程得以順利實施的重要條件，設備運行效率決定開采工程的效率。企業應重視關鍵設備的日常維護及革新換代，順應時代發展革新管理手段，將計算機技術作為基礎，推行機械化、自動化，帶動企業朝著智能化方向發展。

5.2 使用技術成熟、質量可靠的設備

應考察和選擇案例多、信譽好、質量優、售后有保障的廠家。并在設備投入應用之前進行全面實操訓練。也要重視機械設備元部件購買。要求維護人員提高技能，以適應設備維護管理。

5.3 推行設備點檢定修制度

隨著設備智能化的發展，故障自診斷技術日趨成熟，實行設備點檢定修制度能有效檢查、發現設備故障，計劃性維護保養設備，最大限度延長設備使用壽命。

6 結束語

電氣自動化控制技術在礦山設備生產中具備良好應用前景，為礦產企業長遠發展奠定了技術支撐。從礦山設備運行管理角度上看，電氣自動化控制技術實現了礦山設備的動態管控，礦產企業應重視電氣自動化技術的作用，使該技術得到最大限度發揮，為礦山生產和運行發揮積極作用。