機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

林叢明

（內(nèi)蒙古平莊煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024076）

在當(dāng)代人們的物質(zhì)水平得到滿足的狀況下，對(duì)除經(jīng)濟(jì)以外的生活條件提出了更高水平的要求。同時(shí)，相對(duì)落后的生產(chǎn)技術(shù)對(duì)人員素質(zhì)的要求較低，工作人員沒有相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)和技巧，只憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)操作，不利于工作效率的提高。生產(chǎn)技術(shù)投入不足，機(jī)械設(shè)備落后，無法達(dá)到提高效率和安全性的目標(biāo)。為解決這一問題，相關(guān)部門和企業(yè)開始制定措施、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)章制度逐步進(jìn)行改革，淘汰較為落后的生產(chǎn)技術(shù)，利用現(xiàn)代化技術(shù)手段，改善工作環(huán)境，提高作業(yè)場(chǎng)所的安全性?？萍际堑谝簧a(chǎn)力，先進(jìn)電氣自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的運(yùn)用是時(shí)代的要求，是提高生產(chǎn)效率的必然選擇。

1 煤礦生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用

設(shè)備的使用是大中型礦山開采的必要環(huán)節(jié)，在這之中，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化，減少不必要的人力消耗，提高開采效率。同時(shí)在設(shè)備的使用，運(yùn)輸、維護(hù)、保養(yǎng)、安全監(jiān)督中發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)階段，在電氣控制的過程中，以PLC為技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重要組成部分，對(duì)煤礦的開采進(jìn)行有效的控制。以計(jì)算機(jī)為運(yùn)算基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)自動(dòng)化管理，使用戶準(zhǔn)確獲得數(shù)據(jù)，從所給數(shù)據(jù)中進(jìn)行相應(yīng)的分析，合理控制設(shè)備運(yùn)行。電力的自動(dòng)化是整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵，自動(dòng)化的過程主要又兩大控制系統(tǒng)構(gòu)成。

2 設(shè)備電氣自動(dòng)化在礦山開采中的意義

（1）保障人員安全，降低風(fēng)險(xiǎn)性。就現(xiàn)代礦山企業(yè)的發(fā)展而言，工作環(huán)境較為惡劣，不利于人員的身體健康，風(fēng)險(xiǎn)性較高，不利于行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。在這種情況下，保障工作人員的作業(yè)安全成為企業(yè)建設(shè)的重中之重，堅(jiān)持以人為本，建設(shè)高質(zhì)量的礦山企業(yè)。將機(jī)械電氣自動(dòng)化技術(shù)投入到礦山的開采中。開采設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備以及其他輔助設(shè)備的操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化控制，可以提高效率，降低人員操作的風(fēng)險(xiǎn)性，利用規(guī)范的技術(shù)設(shè)備操作，減少不利問題的出現(xiàn)。降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障人身安全。

（2）精確開采，保障開采效率。機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化控制下的設(shè)備效率高、安全性能好。設(shè)備只受系統(tǒng)設(shè)置的控制，可長(zhǎng)時(shí)間不間斷地投入生產(chǎn)。相應(yīng)的，在系統(tǒng)的控制下，自動(dòng)化設(shè)備可長(zhǎng)時(shí)間投入工作，其效率和質(zhì)量遠(yuǎn)高于人工操作。在采礦工作的后續(xù)發(fā)展中，機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化將廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。

3 現(xiàn)階段自動(dòng)化應(yīng)用中需要重視并解決的缺陷，及相應(yīng)的解決措施

（1）企業(yè)對(duì)于高端技術(shù)的支持及投入力度不足。由于我國(guó)特殊的地理位置，煤炭開采難度較大，且相應(yīng)的效率較為低下，原有落后的開采技術(shù)不適應(yīng)現(xiàn)代開采要求，一定程度上阻礙效率的提高，間接增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r是，經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速，市場(chǎng)上對(duì)煤炭的需求量逐步增大，然而生產(chǎn)的效率卻較為低下，產(chǎn)量遠(yuǎn)達(dá)不到市場(chǎng)要求，固守落后的生產(chǎn)方式必將落后于世界發(fā)展的大流，不利于企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。另一方面，就整個(gè)開采的過程和質(zhì)量而言，老舊的技藝和傳統(tǒng)的人員建設(shè)觀念，使得開采行為的對(duì)環(huán)境的破壞性較大，不利于該產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。保證周圍環(huán)境良好也是現(xiàn)代化礦山企業(yè)的重中之重。因此，就相當(dāng)部分的產(chǎn)業(yè)而言，適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展潮流，改善開采工藝，使自動(dòng)化與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合是現(xiàn)階段企業(yè)改革的關(guān)鍵。

（2）中小企業(yè)的相關(guān)技術(shù)較為落后，電氣自動(dòng)化受到限制。自動(dòng)化較為適合大型企業(yè)，在中小企業(yè)中不但無法獲得效率的提高，還使得運(yùn)營(yíng)成本大量增加，不利于企業(yè)的正常運(yùn)行，使得投入與回報(bào)不對(duì)等，因此，中小企業(yè)不能照搬大企業(yè)的發(fā)展模式，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)。另一方面，生產(chǎn)的自動(dòng)化勢(shì)不可擋。兼顧效率與成本，發(fā)展現(xiàn)代化的煤礦開采企業(yè)，保障開采的效率，提高發(fā)展的安全性。

4 電氣自動(dòng)化技術(shù)在礦山開采各個(gè)方面的應(yīng)用

（1）采掘機(jī)械中的故障診斷技術(shù)。采掘機(jī)械是電氣自動(dòng)化技術(shù)的主要應(yīng)用陣地，采掘機(jī)械是與采場(chǎng)直接接觸接觸的機(jī)械，應(yīng)對(duì)的環(huán)境最復(fù)雜，與傳統(tǒng)采煤相比，電氣自動(dòng)化采煤機(jī)的主要特征是通過控制采掘機(jī)械的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行姿勢(shì)來提高采煤機(jī)對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力。自動(dòng)化應(yīng)用提高了采掘設(shè)備的性能，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人作業(yè)，表明科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了行業(yè)的發(fā)展。采煤機(jī)的自動(dòng)系統(tǒng)主要有四個(gè)，分別是恒功率自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、自動(dòng)放射線檢測(cè)及故障診斷。恒功率調(diào)速系統(tǒng)主要通過改變采煤機(jī)牽引速度的設(shè)定值來限制主發(fā)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)功率，控制負(fù)載功率的變化范圍。井下采煤作業(yè)環(huán)境能見度低，環(huán)境地形環(huán)境變化無常，自動(dòng)控制技術(shù)可根據(jù)井下地質(zhì)條件的變化，調(diào)整采煤機(jī)高度，防止采煤機(jī)在作業(yè)中連續(xù)切斷頂板巖層破壞采煤機(jī)械設(shè)備。故障診斷是在采煤機(jī)械的自動(dòng)監(jiān)視基礎(chǔ)上進(jìn)行的，自動(dòng)進(jìn)行工程路況監(jiān)視是電氣自動(dòng)化技術(shù)在采煤機(jī)械設(shè)備中的主要應(yīng)用，其主要工作原理是通過監(jiān)視采煤機(jī)械的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)的變化，使采煤機(jī)械及其當(dāng)前環(huán)境這里還使用了數(shù)據(jù)分析技術(shù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)在采掘機(jī)械上的應(yīng)用可以大幅度提高設(shè)備的生產(chǎn)率，減少故障率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

（2）煤礦采掘設(shè)備電氣自動(dòng)化。煤礦采掘時(shí)，傳統(tǒng)的采掘手段效率較低，此時(shí)如果加強(qiáng)自動(dòng)化手段的使用，煤炭的開采效率將大幅度提升。近年來，電力自動(dòng)化設(shè)備的普及和推廣，不僅提高了設(shè)備的運(yùn)行效率，而且保證了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，一定程度減輕的從業(yè)人員對(duì)設(shè)備的維護(hù)工作。其次，設(shè)備的電氣自動(dòng)化可判斷煤礦開采前現(xiàn)場(chǎng)安全條件，能夠?qū)l(fā)生安全事故的概率抑制在最小限度。采掘設(shè)備自動(dòng)化的核心技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)，配合先進(jìn)的傳感技術(shù)和故障診斷技術(shù)，大大提高了采掘設(shè)備的自動(dòng)化程度，保證了人員和設(shè)備的安全，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和設(shè)備故障率，相應(yīng)的也促進(jìn)其他輔助設(shè)備設(shè)施的自動(dòng)化進(jìn)程。

（3）采用自動(dòng)電氣技術(shù)保證安全。機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的前提是設(shè)備和系統(tǒng)的特殊安全保證系統(tǒng)，即將電氣自動(dòng)化納入到管理系統(tǒng)，安全保證之中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，提出解決的措施。有效消除安全隱患降低機(jī)械的操作風(fēng)險(xiǎn)，確保礦山開采工作的正常進(jìn)行。自2016年以來，中國(guó)已經(jīng)啟動(dòng)了監(jiān)視系統(tǒng)，它可以使用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制并確保煤礦附近最高安全水平，從而理解和控制地下數(shù)據(jù)。增加對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的購買，提高本國(guó)開發(fā)能力，還使用了一些專有的安全監(jiān)視系統(tǒng)。由于其本身的部分特質(zhì)，市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不利于大規(guī)模自動(dòng)化設(shè)備的建設(shè)。在現(xiàn)代自動(dòng)化的發(fā)展過程中，需要不斷完善監(jiān)控系統(tǒng)，利用先進(jìn)的傳感器技術(shù)代替人的工作，保證自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行，從而提高了設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）在電力機(jī)械設(shè)備中的運(yùn)用。①機(jī)械設(shè)備在后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用。在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)制造的過程中，可以利用計(jì)算機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)開展自動(dòng)管理和監(jiān)視工作，為提高機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)效率奠定良好的基礎(chǔ)。另外，利用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)建立現(xiàn)場(chǎng)信息收集和整理系統(tǒng)，分析和處理通過計(jì)算機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)，可以確保機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。②在工廠的運(yùn)用。在機(jī)電設(shè)備中，為了更好地實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)、備份保護(hù)及綜合監(jiān)視，需要裝備工廠的保護(hù)裝置。由此，可以預(yù)防機(jī)械設(shè)備運(yùn)行階段的接地故障、高溫故障及短路故障，同時(shí)確保機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。一旦發(fā)生特殊情況，機(jī)電設(shè)備也可以通過自動(dòng)保護(hù)裝置提高自身的穩(wěn)定性和安全性。

（5）自動(dòng)電氣監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)中的應(yīng)用。監(jiān)控體系在煤炭的機(jī)器開采中占據(jù)著重要地位。監(jiān)控體系可以監(jiān)控煤礦開采。在礦井中，因外界環(huán)境設(shè)備的問題頻發(fā)，還可能在工作進(jìn)行中失去控制，則必須依靠監(jiān)控體系來進(jìn)行檢測(cè)。部分企業(yè)通常利用國(guó)外先進(jìn)的監(jiān)測(cè)、監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的監(jiān)控。相應(yīng)傳感器的靈敏度也同樣重要，這是監(jiān)控的前提和基礎(chǔ)，自動(dòng)電氣技術(shù)在監(jiān)視系統(tǒng)中的應(yīng)用在傳感器自動(dòng)化研究中也起著重要作用。同時(shí)也反映出，中國(guó)對(duì)自動(dòng)遙感的應(yīng)用方面存在問題。越來越多的自動(dòng)化傳感器的研究是未來該行業(yè)發(fā)展的一大潮流。

5 采礦設(shè)備電氣自動(dòng)化對(duì)產(chǎn)業(yè)的影響濟(jì)發(fā)展前景

（1）機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化的發(fā)展前景與對(duì)我們生活的影響。設(shè)備的電氣自動(dòng)化投入使用，對(duì)礦山企業(yè)的意義深遠(yuǎn)，間接推動(dòng)我們?nèi)粘Ｉ畹陌l(fā)展，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，達(dá)到社會(huì)建設(shè)的總體目標(biāo)。電氣自動(dòng)化在采礦、運(yùn)輸?shù)确矫娴玫揭欢ǔ潭鹊陌l(fā)展，從而加快電氣自動(dòng)化的推廣及應(yīng)用。通過不斷學(xué)習(xí)引進(jìn)先進(jìn)的國(guó)外理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，不斷探究細(xì)節(jié)，研發(fā)越來越先進(jìn)的自動(dòng)電氣設(shè)備，為市場(chǎng)提供更加有效的采礦設(shè)備，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（2）電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向。電氣自動(dòng)化技術(shù)融入礦山機(jī)械設(shè)備是現(xiàn)階段社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本要求。不久的將來，煤炭行業(yè)的發(fā)展建設(shè)離不開更高層次的自動(dòng)化。隨著“科技減人”進(jìn)程的加快，礦山企業(yè)必須更加重視培養(yǎng)維護(hù)人員的培訓(xùn)和專業(yè)技能，提高從業(yè)人員的專業(yè)技能水平，保證自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行，減少設(shè)備的故障頻率，從而提高效益。堅(jiān)持相應(yīng)的管控，保障整體系統(tǒng)的運(yùn)行，提高工作效率。

6 結(jié)語

在煤炭?jī)?chǔ)量，生產(chǎn)擴(kuò)大以及煤炭產(chǎn)業(yè)整合資源，建設(shè)大規(guī)模企業(yè)的現(xiàn)實(shí)要求下，電力自動(dòng)化越來越受到人們重視，在這一領(lǐng)域也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。社會(huì)企業(yè)在此形勢(shì)下大力支持發(fā)展電力自動(dòng)化技術(shù)，在一定程度上提高整體運(yùn)行效率，在此基礎(chǔ)上保障工人的生命安全,降低開采的風(fēng)險(xiǎn)性,保證開采的正常進(jìn)行。