周濤 馮艷芳 潘月軍

摘 要：進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)的煤礦行業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，尤其是機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)于煤礦行業(yè)各個(gè)生產(chǎn)和加工系統(tǒng)的發(fā)展都具有非常重要的意義。同樣，選煤廠作為煤炭深加工中的重要系統(tǒng)，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展對(duì)其也起著舉足輕重的作用。本文從機(jī)電一體化技術(shù)在選煤廠中應(yīng)用的意義出發(fā)，分析我國(guó)選煤廠機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀，找出機(jī)電一體化技術(shù)在選煤生產(chǎn)應(yīng)用中存在的問題，最后提出強(qiáng)化機(jī)電一體化技術(shù)在選煤廠應(yīng)用的措施。

關(guān)鍵詞：選煤廠;機(jī)電一體化;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展方向

傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)起源于機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中，并在機(jī)械制造業(yè)中不斷發(fā)展進(jìn)步。機(jī)電一體化技術(shù)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和光學(xué)技術(shù)等多種技術(shù)融合到傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)當(dāng)中，提高了傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。同樣，機(jī)電一體化技術(shù)在選煤廠中的應(yīng)用，不僅提高了選煤廠的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益，而且保證了工人的身體健康，延長(zhǎng)了工人的工作壽命。

1 機(jī)電一體化技術(shù)在選煤廠中應(yīng)用的意義

選煤廠是將煤礦開采出來的原煤進(jìn)行深加工的過程，其整個(gè)作業(yè)流程可以大致表述如下：運(yùn)至選煤廠的原煤通過煤機(jī)均勻地送入原煤帶式輸送機(jī)，再由原煤帶式輸送機(jī)將原煤輸送至篩分破碎車間。在篩分破碎車間內(nèi)，原煤先經(jīng)過50mm直徑圓振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，振動(dòng)篩上面的物料經(jīng)手揀雜物及特大塊矸石后進(jìn)入破碎機(jī)破碎后與篩下的原煤一同運(yùn)至主廠房。進(jìn)入主廠房?jī)?nèi)原煤先分配至原煤緩沖倉內(nèi)，再通過鏈?zhǔn)浇o煤機(jī)輸送至分選機(jī)械，由分選機(jī)械將原煤分選出精煤、中煤、矸石三種產(chǎn)品。總體來說，機(jī)電一體化技術(shù)在選煤各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)。

（1）減少了煤粉等有害物質(zhì)對(duì)工人的身心傷害。選煤廠的原煤在運(yùn)輸、篩分、破碎和分選的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，工人們?cè)诠ぷ鞯倪^程中雖然采取了不少防范措施，但仍然會(huì)不可避免地吸入大量粉塵。一方面，這些粉塵會(huì)對(duì)工人的呼吸系統(tǒng)和肺部造成嚴(yán)重的傷害，另一方面，工人長(zhǎng)期在惡劣的環(huán)境中工作，心理上也會(huì)造成嚴(yán)重的創(chuàng)傷。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用大幅減輕了工人的工作強(qiáng)度和工作量，不僅有效避免了上述問題的產(chǎn)生，而且降低工人在工作中受傷的概率，保證了工人身體健康的同時(shí)也延長(zhǎng)工人們的工作壽命。

（2）提高選煤的工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。機(jī)電一體化有機(jī)地將計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)與選煤機(jī)械相結(jié)合，取代了以前的人力勞動(dòng)和純機(jī)械化作業(yè)，對(duì)于提高選煤的工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量起到了巨大的推進(jìn)作用，從而大大提高整個(gè)選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

（3）降低了工作中出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率。由于過去操作機(jī)器和機(jī)械都是通過人來實(shí)現(xiàn)的，受限于工人的技術(shù)水平和有限的精力，工作中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，甚至發(fā)生生產(chǎn)事故。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了工作效率，而且提高了作業(yè)的精細(xì)程度，降低了工作中出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率。

2 我國(guó)選煤廠機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 浮選過程控制裝置

浮選過程控制裝置以PLC為核心進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理以及控制輸出。開關(guān)量的輸入和輸出均具有隔離裝置，模擬量信號(hào)輸入加裝隔離模塊，保證輸入、輸出的可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性;浮選過程控制裝置緊密結(jié)合浮選工藝和特點(diǎn)，并融入智能專家系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的實(shí)用性和適應(yīng)性;人機(jī)界面采用高性能觸摸屏，通過組態(tài)軟件實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)顯示浮選工藝流程、浮選工藝參數(shù)和藥劑參數(shù)、加藥PID調(diào)解棒圖、重要參數(shù)的實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線。圖形界面實(shí)用、形象、美觀，參數(shù)調(diào)整方便。整個(gè)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和高可靠性。

2.2 重介質(zhì)選煤過程自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)

重介質(zhì)選煤過程自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)是我國(guó)選煤行業(yè)研究的重要課題之一，主要用于選煤廠重介質(zhì)選煤過程控制。近年來，該系統(tǒng)不斷升級(jí)、完善，進(jìn)一步結(jié)合生產(chǎn)工藝，將重介質(zhì)選煤過程工藝參數(shù)的檢測(cè)、自動(dòng)控制及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與生產(chǎn)管理等功能集于一體，以IPC工控機(jī)為上位主機(jī)，以PLC為控制主機(jī)，工業(yè)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，采用高性能檢測(cè)儀表執(zhí)行裝置，參數(shù)檢測(cè)及控制可靠性高;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，配置靈活，可維護(hù)性強(qiáng);采用緊密結(jié)合工藝的控制軟件計(jì)算法，極大提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和可靠性;系統(tǒng)位于WINDOWS平臺(tái)上，人機(jī)界面直觀，操作方便。重介質(zhì)選煤過程自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、適應(yīng)性好、控制性能優(yōu)異和可靠高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好。

2.3 選煤廠集中控制系統(tǒng)

選煤廠集中控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)整個(gè)選煤廠生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)鎖啟?？刂?（電氣設(shè)備啟、停車預(yù)告，按流程自動(dòng)聯(lián)鎖啟、停車控制，故障停車，緊急停車，斷點(diǎn)啟車，流程選擇，故障診斷等），狀態(tài)監(jiān)視（包括：皮帶監(jiān)測(cè)保護(hù)、煤倉煤位檢測(cè)、液位檢測(cè)、灰分檢測(cè)、流量檢測(cè)、壓力檢測(cè)、電源狀態(tài)、電機(jī)電流及溫度監(jiān)測(cè)保護(hù)等），信號(hào)監(jiān)控，動(dòng)態(tài)流程顯示，數(shù)據(jù)顯示、記錄、處理等功能。選煤廠集中控制系統(tǒng)可有效地保證生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，減少安全隱患，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快啟、停車進(jìn)程，縮短設(shè)備的空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，從而降低電能消耗及設(shè)備磨損，為選煤廠安全、高效生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在選煤生產(chǎn)應(yīng)用中存在的問題

3.1 機(jī)電管理隊(duì)伍整體素質(zhì)有待加強(qiáng)

機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)于選煤產(chǎn)量的提升有目共睹，從當(dāng)前選煤廠的實(shí)際生產(chǎn)狀況來看，雖然應(yīng)用體系已經(jīng)十分成熟，但機(jī)電設(shè)備管理隊(duì)伍的整體素質(zhì)卻不怎么高，部分管理人員在工作中表現(xiàn)出較大的隨意性，管理制度無法透過管理人員得到落實(shí)，從而導(dǎo)致機(jī)電一體化管理目標(biāo)無法實(shí)現(xiàn)。

3.2 沒有充分發(fā)揮機(jī)電管理部門的職能

為了確保機(jī)電一體化技術(shù)能夠在選煤生產(chǎn)中順利應(yīng)用，切實(shí)提高選煤企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，很多選煤企業(yè)都設(shè)置了專門用來管理機(jī)電一體化設(shè)備的部門。但根據(jù)實(shí)際情況來看，很多管理部門都沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用，絕大多數(shù)選煤企業(yè)和相關(guān)的管理人員都把重心放在了如何提高選煤產(chǎn)量上，忽略了對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的管理，導(dǎo)致機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)過于薄弱，管理職能無法切實(shí)發(fā)揮等問題。

4 強(qiáng)化機(jī)電一體化技術(shù)在選煤廠應(yīng)用的措施

4.1 提高機(jī)電管理人員的綜合素質(zhì)，關(guān)注制度的落實(shí)

機(jī)電設(shè)備的管理人員能夠直接或間接地影響到技術(shù)應(yīng)用的效果，包括選煤的生產(chǎn)效率和設(shè)備的使用壽命等，因此管理人員在上崗前一定要進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，確保管理人員熟悉整個(gè)生產(chǎn)流程，全面了解設(shè)備的工作過程，以便于更好的展開管理工作。另外，還要對(duì)機(jī)電管理相關(guān)制度的落實(shí)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，發(fā)現(xiàn)有落實(shí)不到位的情況及時(shí)整改，避免后期造成更大的責(zé)任事故。

4.2 充分發(fā)揮部門的管理職能，采取有效的管理措施

要徹底發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)有的生產(chǎn)效果，不僅要確保該技術(shù)能夠在生產(chǎn)過程中得到科學(xué)合理的運(yùn)用，還需要建立行之有效的設(shè)備管理機(jī)制，充分發(fā)揮出機(jī)電設(shè)備管理部門的作用，對(duì)所有涉及到機(jī)電一體化技術(shù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一管理，嚴(yán)格規(guī)范設(shè)備的操作及使用流程，這樣才能完全發(fā)揮出機(jī)電一體化技術(shù)的能力，確保煤礦生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。通常情況下，機(jī)電管理部門為了發(fā)揮出應(yīng)有的管理效力，應(yīng)從4個(gè)方面著手：第一，要結(jié)合選煤廠的實(shí)際上需求合理安排設(shè)備工作時(shí)間，超負(fù)荷的工作會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞;第二，對(duì)于易損壞的部件要提前進(jìn)行報(bào)備并做好庫存，以便于能夠及時(shí)更換;第三，機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障后要追查問題根源，避免下次發(fā)生;第四，對(duì)于已發(fā)現(xiàn)的違規(guī)操作要嚴(yán)肅處理，以儆效尤。

5 選煤廠推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向分析

5.1 智能化和數(shù)據(jù)化

智能化是我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)和必然方向，因此通過在選煤廠應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)也必將會(huì)推進(jìn)選煤廠向智能化和數(shù)字化的方向發(fā)展。通過采用這種智能化、數(shù)據(jù)化的技術(shù)，能夠使得機(jī)電一體化得到充分應(yīng)用，并且減少在進(jìn)行洗煤流程中的一些重復(fù)性的工作，從而實(shí)現(xiàn)每場(chǎng)技術(shù)的變革，機(jī)電一體化作為智能化和數(shù)字化的技術(shù)不斷走向成熟。數(shù)字化技術(shù)是以微控制器以及接口技術(shù)為基礎(chǔ)，依托計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的操作與控制。隨著這兩項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)也必將更為成熟和先進(jìn)，有朝一日人機(jī)合一的界面也必將實(shí)現(xiàn)，機(jī)械設(shè)備將同時(shí)具備操作、診斷和修復(fù)的功能。

5.2 綠色環(huán)保

采用機(jī)電一體化技術(shù)，不僅能夠推進(jìn)選煤廠工作效率提升，而且能夠打破傳統(tǒng)的粗放式的破壞式的發(fā)展模式，節(jié)約資源和能源，使得我國(guó)煤炭行業(yè)出現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，并且向綠色化方向轉(zhuǎn)變。鑒于我國(guó)的煤礦資源已經(jīng)越來越減少的現(xiàn)狀，在進(jìn)行加工利用的過程當(dāng)中，必須要節(jié)約有效的能源，才能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。而且在進(jìn)行機(jī)電一體化應(yīng)用的同時(shí)，可以將黑色的煤炭轉(zhuǎn)化為綠色的產(chǎn)品，從而推進(jìn)煤礦行業(yè)的科學(xué)可持續(xù)發(fā)展。另外在對(duì)應(yīng)對(duì)霧霾以及變廢為寶方面也必須要借助于機(jī)電一體化，才能夠使得資源得到充分有效利用，在實(shí)現(xiàn)金山銀山的同時(shí)，能夠真正的實(shí)現(xiàn)綠水青山。

6 總結(jié)

通過在選煤廠中運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠提高工作效率，及時(shí)的規(guī)避一些錯(cuò)誤的判斷。而且也能夠推動(dòng)精細(xì)化生產(chǎn)，提高了工作的效率，減少了人為的投入，避免工作人員長(zhǎng)期工作造成的身心傷害，因此可以在選煤廠中運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)主要涉及到自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)、浮選過程中的控制裝置以及集中控制系統(tǒng)，通過采用機(jī)電一體化技術(shù)能夠使得我國(guó)的選煤廠向綠色化、可持續(xù)化以及智能化好數(shù)字化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]機(jī)電一體化在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 韓志和. ?科技與企業(yè). 2013（21）

[2]我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 鄧鵬. ?科技與創(chuàng)新. 2018（15）

[3]煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 袁明吉. ?內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì). 2016（09）

[4]關(guān)于采煤設(shè)備機(jī)電一體化發(fā)展分析及應(yīng)用探討[J]. 鄭忠寧. ?科技展望. 2016（23）

[5]淺談機(jī)電一體化在采礦中的應(yīng)用[J]. 段慧俊. ?中國(guó)新通信. 2018（01）

[6]淺談礦井機(jī)電設(shè)備安全技術(shù)的管理[J]. 鄭開捷. ?中國(guó)新通信. 2018（04）

[7]煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 趙鵬. ?能源與節(jié)能. 2018（06）

[8]談采礦過程中機(jī)電一體化的應(yīng)用與發(fā)展體會(huì)[J]. 朱子敬. ?科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2017（13）

作者簡(jiǎn)介：

周濤（1985-），男，漢族，內(nèi)蒙古鄂爾多斯市，本科，助理工程師，研究方向：選煤機(jī)電設(shè)備的維修及質(zhì)量控制研究。