礦山機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)

摘要：我國地大物博，礦產(chǎn)資源非常豐富。近年來，現(xiàn)代化社會(huì)的快速發(fā)展，使礦產(chǎn)資源在社會(huì)發(fā)展中的重要性不斷提高，這也使礦物開采速度不斷加快。由于長期以來所采用的礦山機(jī)電設(shè)備普遍存在能耗高、效率低、成本大的問題，使其越來越難以滿足礦山開采要求，對礦山機(jī)電設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)已經(jīng)迫在眉睫。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)電控制;自動(dòng)化技術(shù)

引言

隨著科技的快速發(fā)展，我國各行業(yè)發(fā)展迅速。在市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，礦產(chǎn)資源需求量不斷增加，為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，相關(guān)人員需要加大礦產(chǎn)資源的開發(fā)力度，自動(dòng)化技術(shù)對提高礦山機(jī)電控制質(zhì)量、提高開采效率具有積極影響。

1礦山機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)概述

PLC技術(shù)是礦山機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)中的核心技術(shù)，其又叫作可編輯邏輯控制技術(shù)，該技術(shù)以數(shù)字運(yùn)算作為設(shè)備的控制操作方法，在設(shè)備運(yùn)行過程中，借助于可編程存儲(chǔ)器來進(jìn)行邏輯運(yùn)算、算數(shù)運(yùn)算以及順序運(yùn)算等相關(guān)指令，以此實(shí)現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)的輸入與輸出。PLC技術(shù)無論是在穩(wěn)定性還是可靠性上，都有著其他技術(shù)所無法比擬的優(yōu)勢，在設(shè)備操作上也非常簡單快捷。PLC的組成部分包括編緝器、存儲(chǔ)器、輸入與輸出端口、CPU、電源以及擴(kuò)展接口等，數(shù)據(jù)、地址與電源是數(shù)據(jù)交換過程中的必要條件，可通過數(shù)據(jù)的交換來實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能的各種控制。PLC具有非常強(qiáng)大的應(yīng)用功能，其在礦山機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)中有著靈活的應(yīng)用方式，不同單元和模塊都可按照系統(tǒng)的具體需求來進(jìn)行隨意組合，從而使工業(yè)控制變得更加靈活、穩(wěn)定。

2礦山機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢

對于礦山開采作業(yè)來說，由于作業(yè)地點(diǎn)位于井下，而井下環(huán)境又十分惡劣、復(fù)雜，這也使作業(yè)人員的人身安全極易受到威脅。此外，機(jī)電控制設(shè)備的操作流程復(fù)雜，并且涉及到諸多環(huán)節(jié)和技術(shù)操作，如果采用傳統(tǒng)的機(jī)電控制技術(shù)，勢必難以滿足礦山開采需要，而且也非常容易引發(fā)安全事故。再加上礦山機(jī)電控制設(shè)備很容易受到井下環(huán)境的影響，這也使礦山機(jī)電控制設(shè)備普遍存在效率低、能耗高、成本大等問題，很容易影響到礦山的順利開采。為了避免這些問題，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于其中，可通過靈活組合各種模塊來制造出所需的機(jī)電控制設(shè)備，這大大提高了機(jī)電控制設(shè)備的實(shí)用性與擴(kuò)展性。并且，自動(dòng)化技術(shù)有著明確而較為系統(tǒng)的編程流程，應(yīng)用起來非常方便，在控制表達(dá)上既可利用邏輯圖來實(shí)現(xiàn)，也可利用梯形圖來實(shí)現(xiàn)，并且在控制過程中不需要操作人員參與其中，有效避免了安全事故的發(fā)生，提高了機(jī)電控制設(shè)備的安全性，并且在機(jī)電控制設(shè)備中還安裝有PLC裝置，該裝置中的屏蔽模塊與穩(wěn)壓模塊，可有效避免外部環(huán)境對機(jī)電控制設(shè)備的干擾。

3礦山機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)運(yùn)用

3.1自動(dòng)化技術(shù)在礦山井下風(fēng)門中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的礦山機(jī)電控制工作中，工作人員一般采取手動(dòng)方式對礦山井下風(fēng)門進(jìn)行開啟和閉合操作，井下風(fēng)門的內(nèi)外兩側(cè)壓力差較大，增加了操作難度，如果操作不慎，還會(huì)造成井下風(fēng)門的損毀。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于礦山井下風(fēng)門中，將人工手動(dòng)操作轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器自動(dòng)操作，可以有效克服手動(dòng)操作存在的諸多阻礙，提高礦山井下風(fēng)門控制的安全性與可靠性。象工作人員可以將自動(dòng)化技術(shù)與紅外線傳感器相結(jié)合，對進(jìn)出礦山井下風(fēng)門的車輛、人員進(jìn)行檢測，利用自動(dòng)化系統(tǒng)控制風(fēng)門的開啟和閉合。為了降低礦山井下風(fēng)門內(nèi)外兩側(cè)的壓力差，可以將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中。首先在風(fēng)門上設(shè)置一扇小窗，然后將風(fēng)門開關(guān)程序與自動(dòng)化系統(tǒng)相連，工作人員想要開啟井下風(fēng)門時(shí)，可以先將小窗打開，降低風(fēng)門內(nèi)外兩側(cè)的壓力，再利用自動(dòng)化系統(tǒng)代替人工操作，如此便可以用較小的力打開風(fēng)門，不僅降低了力量輸出，還能避免井下風(fēng)門出現(xiàn)損壞。象基于自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)出來的氣缸傳動(dòng)設(shè)置，該設(shè)置利用氣缸傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)力帶動(dòng)風(fēng)門，能夠有效節(jié)約人力與物力，提高風(fēng)門開啟與閉合操作的安全性。

3.2礦山提升機(jī)

傳統(tǒng)的礦山提升機(jī)大多采用繼電器開展控制，伴隨自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)，可供編程的控制設(shè)備和相關(guān)變頻技術(shù)已被研發(fā)和投入使用，在改進(jìn)礦山提升機(jī)上發(fā)揮著重要作用，也在當(dāng)前作業(yè)中普遍使用。首先要應(yīng)用新的操作平臺(tái)對舊式平臺(tái)進(jìn)行替換，不過在改造階段還需暫時(shí)沿用舊的操作臺(tái)進(jìn)行控制。然后應(yīng)把實(shí)現(xiàn)新舊系統(tǒng)銜接的轉(zhuǎn)換電站安裝妥當(dāng)，確保舊系統(tǒng)可以發(fā)揮正常效果。另外，由于礦山項(xiàng)目對安全性的要求較高，工作人員需要在新系統(tǒng)安裝完畢后及時(shí)開展檢查。應(yīng)安排負(fù)責(zé)日常運(yùn)行的人員安裝新設(shè)備，使他們能對設(shè)備的設(shè)置及功能有更深刻的了解，便于其后續(xù)的維護(hù)及操作過程。

3.3運(yùn)膠帶機(jī)中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用

在礦山開采領(lǐng)域中，運(yùn)膠帶機(jī)作為運(yùn)輸?shù)V產(chǎn)資源的重要機(jī)械設(shè)備，在礦物開采作業(yè)中起到不可或缺的作用。自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，可幫助企業(yè)減少人力資源在設(shè)備操作上的投入，節(jié)約人力成本的同時(shí)，還可提高作業(yè)效率。自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，通過KZP盤式可控裝置可對全部機(jī)電設(shè)備實(shí)施有效監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)的方式來展示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對礦采工作各個(gè)環(huán)節(jié)的全面化檢測與實(shí)時(shí)化監(jiān)控，而對于機(jī)電設(shè)備來說，只需依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)定值來進(jìn)行對應(yīng)指定的發(fā)射。例如，在計(jì)局檢測中應(yīng)用PLC技術(shù)后，如果系統(tǒng)判定計(jì)局檢測的數(shù)據(jù)結(jié)果符合允許數(shù)據(jù)范圍，則系統(tǒng)會(huì)發(fā)出降低電流指令，通過系統(tǒng)油壓的帶動(dòng)來降低膠帶的運(yùn)行速度。當(dāng)系統(tǒng)判定檢測的數(shù)據(jù)結(jié)果超出允許的數(shù)據(jù)范圍時(shí)，則系統(tǒng)會(huì)發(fā)出提高電流的指令，并通過系統(tǒng)油壓來提高膠帶的運(yùn)行速度，這樣便可使運(yùn)膠帶機(jī)始終處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下，大大提高了運(yùn)膠帶機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性，有效避免了礦物運(yùn)輸速度過快或過慢的問題。

3.4將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于礦山監(jiān)控設(shè)備

礦山工作伴隨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)，為了提高礦山作業(yè)的安全程度，相關(guān)人員可以將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于礦山機(jī)電控制工作中，在礦山所有作業(yè)環(huán)境中安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，對各項(xiàng)工作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，預(yù)防安全事故發(fā)生。一般采用礦山機(jī)電自動(dòng)化集控技術(shù)對礦山井下工作進(jìn)行監(jiān)控，相關(guān)人員可以進(jìn)口國外成熟設(shè)備，借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，結(jié)合我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，構(gòu)建符合我國實(shí)際工作環(huán)境的機(jī)電自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，提高礦山工作環(huán)境的安全性。礦山井下作業(yè)環(huán)境十分復(fù)雜，傳統(tǒng)的監(jiān)控管理模式無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)和問題，自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)電控制工作中可以發(fā)揮極大作用，基于自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建的礦山自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)可以對井下環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測，有利于保障井下工作人員的人身安全。礦山自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)包括了自動(dòng)化技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、無線通信技術(shù)，能夠提高礦山井下傳輸信息的準(zhǔn)確性，幫助井上工作人員掌握井下的工作情況，科學(xué)控制礦山作業(yè)進(jìn)度。

結(jié)語

總而言之，為了滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，我國急需提高礦產(chǎn)資源的開采效率，而這就需要對機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)用，結(jié)合礦采機(jī)電設(shè)備的特點(diǎn)及功能，分析其工作原理，以設(shè)備安全性、穩(wěn)定性作為機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用原則，以此不斷改進(jìn)礦采機(jī)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)及功能，促進(jìn)礦采機(jī)電設(shè)備的更新?lián)Q代，只有這樣才能使礦采機(jī)電設(shè)備在礦山開采領(lǐng)域中發(fā)揮更為重要的作用。

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作者：王輝;1998年畢業(yè)于山東礦業(yè)學(xué)院，工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)，高級(jí)工程師，現(xiàn)就職于山東能源集團(tuán)有限公司，調(diào)度指揮中心機(jī)電主管。