智能控制技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中運用分析

陳洪峰

摘要：在目前階段我國智能控制技術(shù)得到了一定的進步和發(fā)展，并且在多個領(lǐng)域中得到滲透，在煤礦產(chǎn)業(yè)中煤礦機電設(shè)備也在積極應(yīng)用智能控制技術(shù)來做好對各種風(fēng)險的規(guī)避，基于此，本文論述了在煤礦機電設(shè)備中智能控制技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能控制技術(shù);煤礦機電;運用

引言

礦山建設(shè)經(jīng)歷了人力礦山、機械礦山、數(shù)字礦山等階段，正逐步向智慧礦山邁進。智慧礦山將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等技術(shù)與煤炭開發(fā)利用深度融合，從而實現(xiàn)煤礦采掘、運輸、洗選、通風(fēng)、設(shè)備安全管理等全過程智能化運行。

煤礦機電設(shè)備包括綜采設(shè)備、洗選設(shè)備、提升設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、供排水設(shè)備等，這些設(shè)備長時間在惡劣的煤礦生產(chǎn)環(huán)境下運轉(zhuǎn)，易出現(xiàn)不同程度的磨損或故障，不僅影響煤礦開采工作的正常開展，降低企業(yè)經(jīng)濟效益，且故障如不能及時處理，還會降低設(shè)備的使用壽命，提高企業(yè)運行成本。因此，及時準(zhǔn)確掌握煤礦機電設(shè)備當(dāng)前的運行狀態(tài)，判斷當(dāng)前故障并對故障發(fā)展趨勢進行預(yù)測，對于保障煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。

煤礦機電設(shè)備大數(shù)據(jù)具有大容量、多樣性和實時性的特點，從煤礦機電設(shè)備大數(shù)據(jù)中挖掘信息，高效、準(zhǔn)確地識別設(shè)備故障，成為煤礦機電設(shè)備維護管理面臨的新問題。傳統(tǒng)的診斷識別方法無法滿足大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析處理要求，智能故障診斷與預(yù)測方法通過深層挖掘監(jiān)測數(shù)據(jù)中所包含的多傳感器故障信息，利用專家系統(tǒng)及各類智能算法識別出設(shè)備當(dāng)前存在的故障隱患，并對其發(fā)展趨勢進行評判，從而智能化地提出維護管理意見，大大提高了設(shè)備維護管理的可靠性和效率。筆者對煤礦機電設(shè)備的智能故障診斷與預(yù)測性維護研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)，對煤礦機電設(shè)備智能化維護研究存在的問題進行了分析，展望了煤礦機電設(shè)備智能化維護研究的發(fā)展趨勢

1、煤礦機電技術(shù)的現(xiàn)狀

縱觀我國煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展情況，歷經(jīng)了從無到有，從功能簡單到功能多樣化的階段，隨著機電設(shè)備的投入，并且能夠有效應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)過程中，不僅能提升煤礦生產(chǎn)效率，而且保障煤礦企業(yè)的開采安全。

目前煤礦開采使用的機電設(shè)備主要涉及開采設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、抽水設(shè)備、防護設(shè)備、運輸設(shè)備、瓦斯抽放設(shè)備、供電設(shè)備等。涉及種類多樣，且每種設(shè)備都發(fā)揮著重大的作用。

（1）電牽引采煤機的采掘能力更強。由于引入了機電一體化技術(shù)，相比傳統(tǒng)的機械采煤機，電牽引采煤機有更強的動力。目前多數(shù)的電牽引采煤機的功率基本在1000～2000 kW，平均牽引功率也都高于80kW，其最大牽引功率基本也在了300kW以上。結(jié)合了電機的高功率輸出，使得電牽引采煤機擁有了更大的牽引力，更加快速的牽引速度，另外，電牽引采煤機的支架能夠采用多種支護方式，能夠讓應(yīng)用范圍更加廣泛，減少作業(yè)人員的工作量，大幅度提升煤礦的開采效率。

（2）更加適用于智能化的工作應(yīng)用。由于煤礦開采時受到周圍地質(zhì)環(huán)境的影響，導(dǎo)致煤礦開采過程十分復(fù)雜，礦區(qū)開采時可能面臨各種各樣的突發(fā)事件。為了避免這些突發(fā)事件給煤礦開采帶來的安全隱患，電牽引采煤機都配備了更加智能的監(jiān)控保護系統(tǒng)，作用在工作過程中，用來監(jiān)控工作中的狀態(tài)，便于進行遠程控制，以及煤礦開采后進行自動化的運輸。采用此種形式，不僅能夠提高挖掘效率，而且可以有效減少常規(guī)維護的繁瑣流程和重復(fù)性的工作，縮短維護時間，提高設(shè)備的利用率。

2、煤礦機電設(shè)備中智能控制技術(shù)的應(yīng)用方向分析

2.1、煤礦機電設(shè)備功能分析

現(xiàn)階段煤礦機電設(shè)備基本已經(jīng)實現(xiàn)自動化控制，利用智能控制技術(shù)可以有效提升作業(yè)的精度。并通過學(xué)習(xí)系統(tǒng)不斷進行學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)累計，通過專家系統(tǒng)逐漸形成數(shù)據(jù)庫進而形成作業(yè)經(jīng)驗。

例如對挖掘設(shè)備進行遠程控制或者對液壓支架控制系統(tǒng)進行遠程控制，只需要在控制面板導(dǎo)入相關(guān)程序就可以實現(xiàn)自動作業(yè)。同時利用智能控制技術(shù)可以對機電設(shè)設(shè)備進行狀態(tài)控制和分析，一旦出現(xiàn)異常信號或者設(shè)備運行狀態(tài)異常，則第一時間觸發(fā)報警系統(tǒng)，并確定故障區(qū)域和故障原因協(xié)助檢修維護人員進行故障維修。如果在規(guī)定時間內(nèi)沒有進行檢修則處罰自檢系統(tǒng)來保證機電設(shè)備不發(fā)生大范圍損壞，不僅能有效提升資源利用率，延長機電設(shè)備的使用壽命，同時也能提升機電設(shè)備檢修維護能力。

針對膠帶傳送機可以通過PLC系統(tǒng)進行控制，實現(xiàn)變頻調(diào)整進而有效降低能源消耗。利用編程來對運行速率和設(shè)備協(xié)調(diào)能力進行調(diào)整，不僅可以有效對作業(yè)風(fēng)險進行規(guī)避，還可以利用智能控制技術(shù)可以實時確定采掘進度和人員位置，并科學(xué)制定施工方案。

2.2、應(yīng)用健康智能化管理系統(tǒng)

健康智能化管理系統(tǒng)在機電設(shè)備的正常運行中發(fā)揮了重要的作用，健康智能化管理系統(tǒng)最早出現(xiàn)于航天和軍工領(lǐng)域，在不斷的發(fā)展過程中，該項技術(shù)也在煤礦中有了初步的應(yīng)用，但是煤礦工業(yè)內(nèi)部的智能化健康管理主要集中在一些簡單設(shè)備上，通過對機電設(shè)備的生命周期進行科學(xué)管理[7]。智能化健康管理包括多種內(nèi)容，如機電設(shè)備運行數(shù)據(jù)的智能化采集、健康檔案的建立等等。這些內(nèi)容都可以進行系統(tǒng)的健康評估，從而有效促進機電設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。除此之外，健康智能化對當(dāng)前的決策數(shù)據(jù)庫還有維修作用，能對當(dāng)前煤礦企業(yè)的機電設(shè)備運行狀態(tài)實現(xiàn)精準(zhǔn)劃分，從而構(gòu)建更加合理的分析指標(biāo)，實現(xiàn)煤礦機電設(shè)備的各方面精準(zhǔn)管理。

2.3、建立健全煤礦機電設(shè)備維修與保養(yǎng)措施

煤礦機電設(shè)備需要專業(yè)的工作人員進行日常的維修與保養(yǎng)工作，只有這樣，煤礦機電設(shè)備才能夠不斷地保持良好的工作狀態(tài)。在日常的維修工作方面，煤礦機電設(shè)備管理人員要做好日常的機電設(shè)備清洗與清理工作，包括機電設(shè)備內(nèi)外部零件的處理與檢查。在正常的保養(yǎng)工作方面，煤礦機電設(shè)備管理人員要時刻注意著設(shè)備工作時的工作狀態(tài)，如聲音的大小，機器零件的好壞，一旦發(fā)現(xiàn)問題，要及時的給予修理與保養(yǎng)，只有這樣才能夠延長煤礦機電設(shè)備的使用壽命。

3、結(jié)語

在我國煤礦機電中，智能控制技術(shù)的融合發(fā)展空間較大，利用智能控制技術(shù)不僅能有效對施工環(huán)境進行分析，同時能對各種設(shè)備和零件運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。結(jié)合自動化信息化技術(shù)來改善作業(yè)環(huán)境，解放勞動力規(guī)避采掘風(fēng)險，保證煤礦開采的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻

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