礦山機電自動化控制技術優勢及應用研究

關鍵詞：機電設備;優勢;自動化控制技術;具體應用

煤礦開采生產依托于機電控制系統的可靠運行，而隨著現代化、自動化煤礦開采事業的發展，傳統機電控制手段已經不再契合于當前機電設備的運行。正因此，如何強化機電設備控制，保證機電設備高效且可靠的運行成為煤礦企業亟需解決問題。

1 自動化控制技術分析

所謂自動化控制，是指機械設備運行期間即使無管理人員操作，其設備也可通過自動檢測與控制進行穩定運行。自控技術具有集成性特點，通過對機械、自動化技術、計算機、微電子等技術的融合應用，實現對機械設備的自動化控制。運行期間進行機電設備的自動化控制、監控，第一時間發掘設備運行故障，排查故障成因并精準定位故障問題，在提升設備維護效率的同時，保證機電設備的穩定、可靠運行[1]。

2 機電自控技術應用優勢分析

作為機電設備控制的一種優化手段，自控技術的應用可以在提升機電設備控制靈活性、穩定性、精準性的前提下，促使煤礦生產朝著自動化、集成化的方向持續邁進。分析現階段機電設備控制中自控技術的應用，其優勢體現為：

2.1 操作便捷

不同于以往機電控制方式，機電自控系統的操作十分便捷，依托于PLC系統的應用，操作人員可實現對機電設備的及時、全面控制，無需實施過多的步驟與程序，系統可依據指令進行機電設備的自動化控制[2]。

2.2 成本低

站在長遠角度而言，機電自控系統的構建會降低機電設備的運行成本，具體控制中，僅需利用外接體系即可實現對機電設備的多功能控制。相較于常規繼電器的應用，雖然自動化控制技術的應用前期投入成本較大，但能縮減機電設備控制中的人力投入成本，并在長期運行條件下，其機電設備的運行成本勢必會得到大幅度縮減，進而達到縮減生產成本的目的。

2.3 集成化

依托于自控技術的應用，實現運行期間進行機電設備運行的動態監控，并通過設備各項參數的收集來體現煤礦生產的具體情況。同時，自控系統的構建囊括傳輸元件、單片機、信息采集設備、顯示屏等構件，充分體現出自控技術的集成性優勢特點。

2.4 開放性

機電自控系統中涉及到通信技術應用，通過應用通信模塊、接口以及處理器，為機電控制系統構建相對開放的環境，實現系統的信息交互，并提升機電設備的拓展性。依托于通信信號進行機電設備連接，促使機電設備信息的及時傳輸與發送。

3 機電自動化控制技術的具體應用

3.1 提升機設備中自控技術應用

提升機設備與自控技術的融合，可進一步提升設備運行效率，達到精準、靈活控制設備的目的。針對自控技術的具體應用，主要是對提升機設備常規的繼電器利用PLC控制器與晶閘管變流器進行取代，實現對提升機設備的升級與改造。機電設備運行期間可進行數字化監控其運行動態，若提升機設備出現故障，系統會第一時間預警，精準分析故障成因并定位故障，為檢修人員高效維護提供便利。通過對井筒位置開關、行程等參數的監控，借助傳感器設備進行參數的測量與傳輸，提升系統切換的精準性與及時性[3]。

3.2 井下風門中自控技術應用

傳統井下風門控制多采用人工控制方式，而因負壓大因素的影響，使得風門開關的難度較大，若依舊采用人工控制方式，不僅會影響到風門開關效率，甚至會增大風門出現損壞故障的幾率。而通過融合應用自控技術，依托于紅外傳感器的應用，實現風門運行期間進行車輛的自動監測，提升風門控制效率，并保證行車、人員安全。自控技術在風門中的應用，關鍵點在于窗口與風門的先后開啟，風門兩側存在差異化的空氣壓差，而風門開啟壓力與面積之間呈正比關系，即風門的開啟壓力受到風門面積較大因素的影響。若風門開啟時面積減小，其開啟壓力會隨之降低。對此，可進行風門窗口的設置，運行期間經紅外檢測發現有行車通過，此時雙控電磁閥會接收到相應的控制信號，供氣位置會通過電磁閥打開，風門小窗會自動開打，風門開啟壓力會逐漸降低，進一步提升井下作業安全性。

3.3 監控設備中自控系統應用

煤礦開采事業因其作業環境特殊，所以在開采期間伴隨著一定的安全風險，在監控體系中融合應用自控技術，可實現對煤礦開采作業的全過程、全方位動態化監控。針對自控監控系統的構建，包括以下功能：①井下安全情況的實時監控，第一時間將井下安全事故發生情況傳輸至監控中心，及時為相關人員提供精準的事故發生位置，方便井下救援工作的開展;②對井下開采過程進行動態化監督，實時顯示井下作業情況;③若井下發生安全事故，監控系統可自動檢測受困人員方位，并將精準的方位信息提供給相關救援人員，在此基礎上編制可行的救援方案，降低因井下事故發生而造成人員傷亡的幾率;④自動化監控系統具備進行地理條件變化的實施監控，如工作面頂板、圍巖形變情況，結合井下環境變化進行干工作計劃的科學制定。

3.4 采煤機設備中自控技術應用

井下開采作業的環境十分惡劣，且不同深度的礦井有著差異的結構與地質條件。正因礦井開采作業環境的復雜多變，促使井下開采作業的危險性增大，若開采設備的控制手段仍為人工控制，勢必會增大井下安全事故的出現幾率，并對開采效率與質量產生限制。而應用自控技術進行采掘設備改造，實現在井下開采作業中使用電牽引式采煤機，通過對自控技術的合理應用，可消除與規避以往液壓式采煤機應用存在的問題與隱患，并通過整體電牽引來提升井下作業效率。具體運行期間，采煤機可自控前進，通過形成電牽引開展持續的采煤作業。若運行期間出現采煤機下滑問題，此時自控系統會執行電制動指令，避免采煤機持續下滑，降低井下作業出現安全事故的幾率。

3.5 傳輸設備中自控技術應用

礦井傳輸設備是整個井下開采作業流程中的重要一環，其設備運行穩定與否，與煤礦生產效率存在直接聯系。分析井下傳輸設備運行特點，具備環境復雜、距離長以及重量大等特點，加之人為因素的影響，致使運輸設備難免在運行中出現故障問題。而在運輸設備中融合應用自控技術，可促進設備運行可靠性的提升。通過聲光報警來告知管理人員相關故障的產生。通過自控技術進行運輸設備的緊急制動，然后下位PLC控制器會第一時間將設備故障問題信息傳輸至工控機，維護人員依據對故障信息的全面掌握，實現對運輸設備問題的及時消除。

4 結束語

綜上所述，煤礦機電設備通過融合應用自控技術，可消除以往人工控制存在的隱患與問題，通過對各個機電設備的自動化、集成化控制，提升煤礦開采整體系統的運行穩定性。對此，煤礦企業務必重視對自動化控制技術的引進與應用，立足于煤礦機電設備運行現狀，融合自控技術進行機電設備改造與升級，構建完善的機電自動化控制系統來提升機電設備控制靈活性、精準性以及及時性，為高效率、高質量、高安全的井下開采作業提供支撐。

參考文獻：

[1]于春平，林世靈.煤礦機電自動化集控技術的應用與發展對策探究[J].信息周刊，2019（09）：1-1.

[2]胡曉芳.煤礦電氣自動化控制系統關鍵技術創新設計與應用研究[J].南方農機，2019，50（11）：212+253.

[3]王天明.淺談煤礦機電設備自動化集中控制技術的發展及應用[J].河北企業，2019（6）：175-176.

作者簡介：

蘇煜（1995- ），男，漢族，山西長治人，本科學歷，山西新元煤炭有限責任公司機電助理工程師，研究方向為煤礦機電方面。