煤矿机电自动化设备自动化控制技术分析

煤矿机电自动化设备自动化控制技术分析

李兴东

七煤集团龙湖煤矿 黑龙江省七台河市 154600

摘要：在煤矿机电生产作业管理方面，应用自动化控制技术能够使设备运行效率得到提高，同时可以通过简化设备操作和保证设备稳定运行加强安全管理，并且通过改造设备推动机电管理信息化、智能化发展，促使煤矿生产管理水平得到提升。在实践应用过程中，还要结合生产需求在煤矿集控系统、采掘系统和储运系统中合理引入自动化控制技术，实现设备运行、调度和监测等各项管理工作，继而使系统整体运行水平得到提升。

关键词：煤矿；机电设备；自动化；控制

随着科学技术的发展，越来越多的煤矿机电设备实现了自动化控制。在实现机电设备自动化控制后，保障了生产安全，提高了开采效率以及降低了生产成本，在一定程度上还实现了节能减排，这符合大多数煤矿的经济利益。此外，更为重要的是，采用了自动化控制后可以实时监测设备的运行状态，有助于更早地发现或减少机电安全事故的发生。探讨了自动化技术在液压支架电液控制系统、矿井提升机控制系统和皮带输送机控制系统的应用，有助于更深刻地认识自动化控制的优势。在煤矿转型发展的今天，提高煤矿设备自动化程度，有助于提升煤矿企业的核心竞争力。

一、煤矿机电自动化控制技术

1、构建监控平台。煤矿煤矿机电自动化控制阶段，要考虑煤矿机电自动化设备控制效率，对区域煤矿机电自动化资源实施综合改造，才能更好地完成技术指标。面对新型设备控制作业要求，借助GIS、GPS、RS等技术平台，设定智能化监控操作模式，为区域资源利用与发展做好充分的准备。对于现有技术改革体系，要从控制角度进行多样化控制，消除潜在性的技术应用模式，这样才能更好地完成技术规划方案。新时期国家对煤矿机电自动化设备监测工作提出新要求，倡导高科技在煤矿机电自动化设备监测信息化中的普及应用，实现了地区交通改造建设的智能化发展。

2、执行远程监测。基于GIS煤矿机电自动化设备监测系统改变了传统建设模式，利用高科技指导煤矿机电自动化设备监测及养护改造方案，体现了新技术在煤矿机电自动化设备规划与发展中的调度作用。远程监控是煤矿机电自动化控制技术的创新标准，按照控制要求对技术进行综合改造，帮助设备进行多方面的控制，减小了人工参与控制调度的难度。面对传统技术运行指标，远程监测需参照先进技术体系，排除潜在性的设备故障隐患，对设备及配套设施做好全面养护与管理工作。例如，故障检测对煤矿机电自动化控制具有很高的要求，这些都是维持煤矿机电自动化控制标准的有效方式。

3、设备故障处理。对于煤矿机电自动化设备常见故障问题，需要构建智能化检测系统，才能实时掌握设备运行与建设指标，落实煤矿机电自动化系统调度运行的安全标准。在恶劣环境及气候条件下仍能正常进行检测数据采集，开展煤矿煤矿机电自动化安装质量管理体制建设。煤矿机电自动化设备运行过程中，由于多种因素干扰，导致煤矿机电自动化设备故障分析不断增加，约束了煤矿机电自动化设备控制与操作流程，限制了设备综合性能改造质量。对于传统煤矿机电自动化安装存在的问题，要发挥建设单位、控制单位、监理单位等三方面机构作用，构建统一性的控制质量管理平台。

二、煤矿机电自动化控制技术的应用

1、煤矿集控设备中的应用。由于煤矿生产作业环境具有一定特殊性，所以需要实现各种机电设备的集中控制，通过建立完善的井下监控系统进行有害气体、设备运行、人员作业等各方面内容监测监控，为各项管理工作开展提供数据支撑。应用自动化控制技术，可以利用分布控制系统加强机电设备集中控制管理，为煤矿生产指挥调度工作开展提供平台支撑。平台通信采用工业以太网，需要建立PLC 控制站和地面监控中心。在井下进行控制主站和分站布置，需要将可编程控制器作为核心，通过在井下设备生产现场进行控制器安装，能够实现各种井下信号的采集，实现设备的可靠控制。在对机电设备进行控制时，可以实现远程遥控和闭锁控制，保证设备作业的安全性和可靠性。将采集到的各种信号传输至监控中心，利用软件进行直观性界面显示，能够为人员操作和管理设备提供便利。利用平台终端软件，能够对各单元参数进行调整，并使参数在大屏幕上以各种图像显示。遭遇突发情况，平台界面会弹出报警提示，并启动声光报警和记录相关信息，为应急管理工作开展提供信息依据。在对区域机电设备资源进行综合改造时，可以利用平台实施智能化监控，根据设备监测的新要求进行多样化控制，在对潜在性技术问题进行消除的同时，使设备达到新的控制作业要求，最终使区域资源得到充分利用。

2、煤矿采掘设备中的应用。在煤矿采掘过程中，应用自动化控制技术能够使设备性能得到改善。在割煤机工作过程中，引入自动化控制技术能够结合煤层高低、起伏完成采煤机运行轨迹自动运算，实现自动切割管理。根据设备自动记忆，可以在多刀切割中进行切割参数调整，促使煤矿开采作业高效进行。在采煤机工作过程中，需要采用液压牵引机。应用自动化控制技术进行改造，能够在系统中加入控制器对设备进行实时监控，结合实时采集到的数据进行设备运行参数调整，在保证采煤机正常工作的同时，使牵引设备得到可靠应用。部分煤矿开采作业采用空压机，由于设备工作状态不稳，容易出现排气量增加问题，导致设备运行产生大量能耗。应用自动化控制技术加强空压机与采煤机的结合，能够利用变频器实现螺旋杆旋转频率调节，保证设备排气量始终处于正常范围，在保证设备稳定工作的同时，使设备作业能耗得到减少。在煤矿开采期间也存在较多安全隐患，还要利用自动化控制设备实现井下环境实时监测，对重要数据信息进行采集、传输和分析，为设备联锁保护、短路保护等各项功能实现提供支撑，继而使煤矿开采作业高效进行。如风门开关就存在较多隐患，利用自动化控制系统进行风门操作机械控制，能够使气体流速趋于平稳，避免因内外气流压差过大引发安全事故。

3、煤矿储运设备中的应用。完成煤矿开采后，还要利用各种储运设备将煤炭运输至地面。应用自动化控制技术，能够使储运设备保持稳定运行，保证煤炭安全运输。结合实践经验可知，储运设备一旦发生通讯故障，容易导致设备停车，导致系统运行效率下降。目前在煤矿储运系统中，西门子PC7S 系统得到了广泛应用，能够用于实现设备闭锁控制，对独立设备进行停车控制，保证其他设备正常运行。在系统通讯方面，主要采用现场总线技术，能够利用标准智能化设备保证系统通讯良好，设备得到稳定控制。实际在井下胶带输送机运行控制方面，采用的盘式制动装置由液压泵、制动系统和电控系统构成，能够产生促使制动闸与制动盘摩擦力增加的制动力，从而实现制动控制。利用PLC实现设备电动机和传感器工作状态控制，根据设备运行状态对各项操作数据展开分析，能够保证设备数值处于合理范围内，如在电流减小时使胶带得到减速控制。在胶带运行期间发生故障，可以根据监控信息进行停车控制，促使来煤方向胶带立即停车，使设备的安全性得到保证，以免有意外发生。在矿井提升机控制方面，可以实现异常位置自动监测控制，通过执行控制逻辑加强设备管理，促使设备保护功能向着数字化的方向发展，从而使设备维护效率得到提高。

总之，煤矿能源作为我国能源的重要组成部分之一，它对我国经济发展起着推动作用，同时也促进了社会的安定，目前虽然我国煤矿的开采率较以往有所提高，但是现阶段的开采量远远低于工业发展的实际需要，同时在煤矿开采中，由于设备的陈旧、老化或者是煤矿自身环境的问题，安全事故频频发生，所以这更需要有优良的煤矿电动化技术，从根本上提升煤矿设备的性能，利用煤矿机电自动化控制技术的优势，在保证工作者安全的前提下，提高煤矿的开采率，推动我国经济的发展。

参考文献：

［1］孙中闰，张少峰.煤矿机电自动化控制优势和应用［J］.矿业装备，2021(2)：265.

［2］杨浩勇,李炼鑫.煤矿机电设备自动化控制优势和应用［J］.能源与节能，2021(2)：10.

［3］常晓刚.煤矿机电自动化控制技术的优势与应用分析［J］.机械管理开发，2020，35(8)：23.