自動化技術在礦山機電控制中的實際應用研究

（山西省煤炭建設監理有限公司 山西 030012）

引言

我國城市化進程的發展，對礦產資源的需求不斷增加。為了滿足社會經濟發展日益增加的資源需求，就必須提高資源的開發水平，增強礦產資源的利用率。利用自動化技術對礦山開采的機電設備進行更新是行之有效的重要方法，不僅有效降低了開采的消耗成本，提高了開采的工作效率，還和新時期礦山開發的高效環保目標不謀而合。因此，更新開采使用的機電設備是礦山開采改革創新的前提和基礎，科技的發展是設備革新換代的助推動力，給當前時期礦產資源的開發利用提高了技術支持。國家也更加注重礦山開采設備的自動化水平，期望利用自動化技術帶動資源開采工作的持續發展。其中最常用的一項自動化技術當屬PLC（可編程序控制器）技術，利用PLC技術實現對風門的自動開閉功能，替代老式的繼電器裝置，優化礦井提升機的功能等，從設備源頭上完善和提高礦產開采的整體效率。

1.PLC技術的定義

PLC技術是針對工業生產環境專門設計的一項技術，通過編輯程序對工業機電設備進行自動化邏輯控制。該技術利用數字運算的方法進行存儲器的編輯控制操作，進而實現一系列的運算存儲操作，并在設備上進行數字式數據及模擬式數據的傳輸工作。PLC技術具有操作簡便，穩定性能好，可靠性強等技術優點。由編程器，存儲器，處理器及電源和各種接口組成，通過各部件間的連接實現數據的交換，完成對機電設備的控制和操作。PLC技術功能強大，應用比較廣泛，各組件和模塊可以進行靈活的組合應用，從而實行區別化、系統化的工業機電設備控制。

2.礦山機電控制中自動化技術的具體應用措施

(1)在風門中應用PLC技術

PLC技術是比較常見的一種自動化控制應用技術，它主要通過數字運算功能完成對工業環境下的電子裝置設備的操作控制，利用編制的程序計算和操作完成工作，它可以操作各種類型不同的開采設備，并且技術的整體可靠性和安全性及適應程度都比較高。在礦山開采的井下生產過程中，PLC技術可以有效控制風門自動開閉功能，保障井下開采作業的安全性。傳統的開采作業中，工人操作風門的開閉很容易受到一些外部因素的影響和限制，這給井下開采生產作業造成極大的安全風險。

而在礦山機電控制系統中應用先進的自動化技術，就可以有效避免傳統的人工開閉風門造成的設備損壞情況，為生產提供可靠的安全技術保障，并且降低了生產中的操作的技術難度。隨著在礦山機電控制中的自動化技術的推廣和應用，明顯的降低了礦山資源開采的人工成本，增加了生產的經濟效益，而且還為安全生產提供有力的技術保障，增加了井下作業人員的安全生產性能。

(2)在礦山監控設備中應用自動化技術

礦山開采工作的危險系數比較高，如果在礦山開采的監控設備中應用自動化技術，進行視頻實時的監控監測，就可以有效預防安全事故的隱患，提高礦山資源開采生產的安全系數。礦山開采機電自動化控制設備一般用于對井下作業情況的監控監測，相關工作人員應該結合我國的科技發展水平，借鑒國內外的先進經驗技術，利用國外進口的成熟設備建立一套符合自身企業工作生產的自動化機電監控系統，為礦山開采的安全作業保駕護航。開采礦山的井下作業環境存在較大的危險性，傳統的監控管理模式不能準確及時的發現潛在的危險，而自動化機電監控系統則不同，它可以在井下開采作業中發揮極為重要的作用，通過對井下環境進行全方位的監控，為井下作業人員的人身安全提供有力的技術保障。

礦山資源開采作業的自動化監控系統，可以利用自動化技術實現地理信息和無線通信技術等信息的準確運輸傳遞，幫助井上工作人員準確掌握開采的進度，便于他們對礦山開采作業進行科學合理的控制，節約礦山開采的成本，為井下作業人員提供安全保障。

(3)在運膠帶機設備控制中應用PLC技術

在礦山開采機電控制設備中應用自動化技術，可以實現許多以前開采作業中難以實現的技術應用。KZP盤式制動可控設備就是其中的一項常見的自動化技術應用。KPZ制動設備主要由三部分組成，有液壓站設備、制動系統和電控系統。其中的制動系統是運膠帶設備工作的動力來源，制動裝置結合閘瓦和制動盤間的摩擦力形成了制動力矩，液壓站發揮它的調節作用，可以改變制動力，進而實現對機電設備的控制。可控制動設備應用電動機和輸出軸及輸送機傳感器，對運膠帶實行由下至上的數據實時監測，然后利用PLC技術準確讀取監控數據。并在建設數據與設備運行設定值不一致時，實現調節控制制動系統油壓的功能。監測數值大于設備設定值時，自動化控制設備就減小供電電流，減慢膠帶的輸送速度；堅測數據比設定值小時則作相反的調節控制。應用PLC技術對運膠帶設備進行控制，可以保證膠帶傳輸工作的順利進行。

(4)在礦山挖掘設備中應用自動化技術

礦山井下作業的環境比較惡劣，空氣中的煙塵顆粒比較多，氧氣含量相對較少，還有地下水也會產生一些安全危害，水位超出正常范圍后會增加作業的難度，甚至會危及井下作業人員的安全。如果采用自動化的技術更新大型礦山挖掘設備后，應用優化后的設備，實現和人工的共同作業，不但可以減少井下作業人員的工作量，還增加了井下作業人員的安全程度，降低井下作業的危險系數。一般在開采礦山環境比較復雜的開采作業中會應用電牽引采礦機，在開采工作中的電牽引采礦機中應用自動化技術設置自動控制程序，可以有效提升電牽引采礦機的牽引力，并且利用自動化技術升級后，可以大幅提升礦上挖掘設備的機電控制質量和效率。

(5)在螺桿空壓機中應用自動化技術

和傳統的空壓機相比，應用自動化技術更新后的螺桿式空壓機的實用性和穩定性會更好，因此在礦山機電設備的控制中得到了廣泛的推廣應用。螺桿式空壓機應用時會進行四個步驟的運動，利用螺桿的運動吸收機油進行吸氣運動、隨著持續的螺桿轉動實現壓縮和排氣運動、在設備運轉中實現密封及運輸的步驟。它的工作原理主要是通過空壓機內部的螺桿旋轉，使螺桿和機殼內的齒溝嚙合，從吸氣口把機油和空氣吸入螺桿式空壓機機體內，隨著螺桿和齒溝的嚙合和轉動向排氣口輸送密封的機油和空氣，隨著持續的不斷運動，嚙合面逐漸減少，空氣和機油受到壓縮后到達排氣口，然后把壓縮后的空氣和機油排放到空壓機外部，完成壓縮和排氣的功能，完成一個流程的空壓機運動。要想合理控制螺桿式空壓機運行過程中的排氣量，最關鍵是要控制好螺桿的轉動頻率，增加對空壓機的變頻控制功能。發生排氣量超出標準數值的情況時，空壓機的控制變頻裝置可以通過調節螺桿轉動頻率來控制排氣量，使排氣量始終能夠保持在正常范圍內。螺桿式空壓機的自動變頻控制裝置不僅可以穩定排氣的壓力，還可以節約能源，避免造成浪費，提高礦山生產的效益水平。

(6)在礦井提升機中應用自動化技術

礦井提升機一般都安裝在礦山的地面上，控制提升的主要機器部件是繼電器。應用自動化技術對礦井提升機進行改造革新，主要是用可編程的PLC控制技術對繼電器進行技術功能改良，使提升機從內部結構到設計方式都得到了全面的優化提升，為礦井提升機的安全性能和穩定性能的提高提供了技術保障，有效提高了礦井提升機的工作質量和運行安全系數。利用自動化技術對礦井提升機的制動系統、傳動系統和安全操作控制系統等進行技術優化改良，可以提高各系統的運行質量，提高提升機整體的安全性能和使用壽命。由于礦井提升機對礦山資源開采安全產生著重大的影響意義，因此提升機操作和管理人員在工作中要采用嚴格規范的操作流程，并且要定期做好后期的檢修和養護工作，合理利用自動化技術提高礦井提升機的安全運行性能，為井下作業提供可靠的安全技術保障，切實提高礦山機電控制設備的工作效率和工作質量，保障礦山開采人員的生命財產安全，提高資源開采的經濟效益。

3.結束語

總而言之，應用自動化技術對礦山開采的機電控制設備進行技術更新，不僅可以改良應用領域的一些簡單設備，還可以優化技術領域那些復雜的設備，由于它的適用范圍比較廣泛，改良效果也比較好，使之在礦山開采的機電控制系統得到了廣泛的推廣。在礦山機電控制中應用自動化技術，可以對風門進行開閉進行自動控制，為井下開采作業提供安全保障；對礦山開采實行實時監測，有效預防安全事故的隱患，提高礦山資源開采生產的安全系數；應用PLC技術對運膠帶設備進行控制，保證膠帶傳輸工作的順利進行；利用自動化技術升級后可以大幅提升礦上挖掘設備的機電控制質量；應用自動化技術提高螺桿式空壓機實用性和穩定性，節約能源；用可編程的PLC控制技術進行礦井提升機的繼電器進行改良，為井下作業提供可靠的安全保障。可以說，應用自動化技術對礦山資源開采的機電控制設備進行革新改良，有效的提升了礦山資源開采的效率和礦山資源的使用率，節約了能源，為開采作業的工作人員提供了安全保障。