常曉剛

（陽煤一礦選煤廠， 山西 陽泉 045000）

引言

伴隨著煤礦生產技術的快速發(fā)展，越來越多的機電設備被投入使用。但在煤礦機械化作業(yè)期間，存在高能耗、低效率的問題，還要引入先進自動化控制技術才能使機電設備性能得到改善。煤炭企業(yè)只有把握機電自動化控制技術優(yōu)勢，合理在煤礦各個生產環(huán)節(jié)中引入技術，才能達到煤礦機電控制目標，繼而為煤礦生產提供強有力的技術保障。

1 煤礦機電自動化控制技術

自動化控制技術的應用可以利用網絡信息化系統(tǒng)的電子邏輯運算實現(xiàn)各種控制功能。在煤礦機電設備控制方面，通過設計可編程邏輯控制器，依靠各種電子裝置、存儲器等實現(xiàn)邏輯運算、順序運算等各種運算指令，可以完成信息實時采集、分析和處理，最終根據(jù)操作指令實現(xiàn)設備運行控制。從結構上來看，煤礦機電自動化控制裝置包含中央處理器、輸入輸出模塊、存儲器、電源等多個部分，需要利用地址總線、電源總線等實現(xiàn)模塊連接、配置，通過數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)控制功能。將裝置與各種煤礦系統(tǒng)組合在一起，能夠對系統(tǒng)各種設備進行實時控制。

2 煤礦機電自動化控制技術的優(yōu)勢

2.1 提升設備運行效率

在煤礦開采需求量逐漸增加的背景下，對礦山機電設備運行效率也提出了更高要求。煤礦生產系統(tǒng)由各種設備構成，部分設備運行狀態(tài)不佳將導致系統(tǒng)整體運行效率低下。而煤礦生產作業(yè)環(huán)境復雜，井下溫濕度較高，給設備運行帶來了較大負擔。采取傳統(tǒng)模式進行設備管理，運行程序復雜，容易出現(xiàn)人工操作失誤問題，導致系統(tǒng)整體運行不穩(wěn)，出現(xiàn)效率下降問題。結合煤礦現(xiàn)場開采情況，綜合分析設備型號、運行條件等各項因素，合理引入自動化控制技術實現(xiàn)系統(tǒng)升級改造，能夠使設備運行得到實時調節(jié)[1]。在設備運行期間，通過實現(xiàn)設備自動化監(jiān)測，完成設備狀態(tài)參數(shù)采集和處理，能夠提前進行設備故障預測和處理，合理安排設備檢修和保養(yǎng)工作，從而使設備始終保持良好運行狀態(tài)，促使系統(tǒng)生產效率得到提高。

2.2 保證人員作業(yè)安全

煤礦生產過程中將遭遇各種可變因素，如有毒有害氣體可能伴隨著采掘作業(yè)深入產生。應用機電設備若人員未能按照規(guī)范進行設備操作，可能引發(fā)開采作業(yè)安全事故，在造成人員傷亡的同時，引發(fā)巨大經濟損失。應用自動化控制技術能夠簡化設備操作，使人員錯誤操作發(fā)生幾率得到降低。設備得到自動化控制，能夠保證設備得到科學、合理使用，促使設備運行的穩(wěn)定性、安全性得到提高，達到降低故障發(fā)生幾率的目標，從而有效進行生產事故預防。通過將煤礦各種機械設備連接在一起，實現(xiàn)智能化管理，可以使煤礦機電生產得到全方位集中控制，確保設備安全問題得到及時發(fā)現(xiàn)和預防，因此能夠為煤礦安全生產提供保障。

2.3 提高煤礦生產水平

在煤礦生產中，企業(yè)還要通過降低生產成本獲得預期經濟效益。應用自動化控制技術對各類控制模塊進行靈活組合，能夠建立相應編程體系，使煤礦各種機電設備得到緊密結合。在系統(tǒng)控制過程中，利用邏輯圖、梯形圖等各種圖形對程序執(zhí)行過程進行描述，能夠根據(jù)現(xiàn)場生產需求進行系統(tǒng)調試，促使系統(tǒng)管理水平得到提升。目前各種自動化裝置都配備穩(wěn)壓、屏蔽等模塊，能夠在惡劣環(huán)境中保持正常通信狀態(tài)，為裝置持續(xù)穩(wěn)定運行提供支撐，可以避免不確定性因素給煤礦生產帶來的威脅。保證煤礦機電生產穩(wěn)定、高效，能夠使煤礦開采質量和效率得到提高，在減少人力成本支出的同時，使各個生產環(huán)節(jié)順暢銜接，因此有助于企業(yè)生產管理水平的提升。

3 煤礦機電自動化控制技術的應用分析

3.1 在煤礦集控設備中的應用

由于煤礦生產作業(yè)環(huán)境具有一定特殊性，所以需要實現(xiàn)各種機電設備的集中控制，通過建立完善的井下監(jiān)控系統(tǒng)進行有害氣體、設備運行、人員作業(yè)等各方面內容監(jiān)測監(jiān)控，為各項管理工作開展提供數(shù)據(jù)支撐。應用自動化控制技術，可以利用分布控制系統(tǒng)加強機電設備集中控制管理，為煤礦生產指揮調度工作開展提供平臺支撐。平臺通信采用工業(yè)以太網，需要建立PLC控制站和地面監(jiān)控中心。在井下進行控制主站和分站布置，需要將可編程控制器作為核心，通過在井下設備生產現(xiàn)場進行控制器安裝，能夠實現(xiàn)各種井下信號的采集，實現(xiàn)設備的可靠控制[2]。在對機電設備進行控制時，可以實現(xiàn)遠程遙控和閉鎖控制，保證設備作業(yè)的安全性和可靠性。將采集到的各種信號傳輸至監(jiān)控中心，利用軟件進行直觀性界面顯示，能夠為人員操作和管理設備提供便利。利用平臺終端軟件，能夠對各單元參數(shù)進行調整，并使參數(shù)在大屏幕上以各種圖像顯示。遭遇突發(fā)情況，平臺界面會彈出報警提示，并啟動聲光報警和記錄相關信息，為應急管理工作開展提供信息依據(jù)。在對區(qū)域機電設備資源進行綜合改造時，可以利用平臺實施智能化監(jiān)控，根據(jù)設備監(jiān)測的新要求進行多樣化控制，在對潛在性技術問題進行消除的同時，使設備達到新的控制作業(yè)要求，最終使區(qū)域資源得到充分利用。

3.2 在煤礦采掘設備中的應用

在煤礦采掘過程中，應用自動化控制技術能夠使設備性能得到改善。在割煤機工作過程中，引入自動化控制技術能夠結合煤層高低、起伏完成采煤機運行軌跡自動運算，實現(xiàn)自動切割管理。根據(jù)設備自動記憶，可以在多刀切割中進行切割參數(shù)調整，促使煤礦開采作業(yè)高效進行。在采煤機工作過程中，需要采用液壓牽引機。應用自動化控制技術進行改造，能夠在系統(tǒng)中加入控制器對設備進行實時監(jiān)控，結合實時采集到的數(shù)據(jù)進行設備運行參數(shù)調整，在保證采煤機正常工作的同時，使牽引設備得到可靠應用。部分煤礦開采作業(yè)采用空壓機，由于設備工作狀態(tài)不穩(wěn)，容易出現(xiàn)排氣量增加問題，導致設備運行產生大量能耗。應用自動化控制技術加強空壓機與采煤機的結合，能夠利用變頻器實現(xiàn)螺旋桿旋轉頻率調節(jié)，保證設備排氣量始終處于正常范圍，在保證設備穩(wěn)定工作的同時，使設備作業(yè)能耗得到減少。在煤礦開采期間也存在較多安全隱患，還要利用自動化控制設備實現(xiàn)井下環(huán)境實時監(jiān)測，對重要數(shù)據(jù)信息進行采集、傳輸和分析，為設備聯(lián)鎖保護、短路保護等各項功能實現(xiàn)提供支撐，繼而使煤礦開采作業(yè)高效進行。如風門開關就存在較多隱患，利用自動化控制系統(tǒng)進行風門操作機械控制，能夠使氣體流速趨于平穩(wěn)，避免因內外氣流壓差過大引發(fā)安全事故。

3.3 在煤礦儲運設備中的應用

完成煤礦開采后，還要利用各種儲運設備將煤炭運輸至地面。應用自動化控制技術，能夠使儲運設備保持穩(wěn)定運行，保證煤炭安全運輸。結合實踐經驗可知，儲運設備一旦發(fā)生通訊故障，容易導致設備停車，導致系統(tǒng)運行效率下降。目前在煤礦儲運系統(tǒng)中，西門子PC7S系統(tǒng)得到了廣泛應用，能夠用于實現(xiàn)設備閉鎖控制，對獨立設備進行停車控制，保證其他設備正常運行。在系統(tǒng)通訊方面，主要采用現(xiàn)場總線技術，能夠利用標準智能化設備保證系統(tǒng)通訊良好，設備得到穩(wěn)定控制。實際在井下膠帶輸送機運行控制方面，采用的盤式制動裝置由液壓泵、制動系統(tǒng)和電控系統(tǒng)構成，能夠產生促使制動閘與制動盤摩擦力增加的制動力，從而實現(xiàn)制動控制。利用PLC實現(xiàn)設備電動機和傳感器工作狀態(tài)控制，根據(jù)設備運行狀態(tài)對各項操作數(shù)據(jù)展開分析，能夠保證設備數(shù)值處于合理范圍內，如在電流減小時使膠帶得到減速控制[3]。在膠帶運行期間發(fā)生故障，可以根據(jù)監(jiān)控信息進行停車控制，促使來煤方向膠帶立即停車，使設備的安全性得到保證，以免有意外發(fā)生。在礦井提升機控制方面，可以實現(xiàn)異常位置自動監(jiān)測控制，通過執(zhí)行控制邏輯加強設備管理，促使設備保護功能向著數(shù)字化的方向發(fā)展，從而使設備維護效率得到提高。

4 結論

在煤礦機電生產作業(yè)管理方面，應用自動化控制技術能夠使設備運行效率得到提高，同時可以通過簡化設備操作和保證設備穩(wěn)定運行加強安全管理，并且通過改造設備推動機電管理信息化、智能化發(fā)展，促使煤礦生產管理水平得到提升。在實踐應用過程中，還要結合生產需求在煤礦集控系統(tǒng)、采掘系統(tǒng)和儲運系統(tǒng)中合理引入自動化控制技術，實現(xiàn)設備運行、調度和監(jiān)測等各項管理工作，繼而使系統(tǒng)整體運行水平得到提升。