礦山電氣工程自動(dòng)化中智能技術(shù)的應(yīng)用探析

劉云鵬，江 洋，尤占一，馬 超

（鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限公司曉明礦，遼寧 鐵嶺 112000）

經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面發(fā)展與進(jìn)步，帶動(dòng)了技術(shù)創(chuàng)新，各種新型的應(yīng)用已經(jīng)在各行各業(yè)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，極大地推動(dòng)了生產(chǎn)生活的高質(zhì)量發(fā)展。新時(shí)期下我國(guó)也面臨著結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型升級(jí)，行業(yè)結(jié)構(gòu)與模式發(fā)生了較大的變化，相比傳統(tǒng)技術(shù)形態(tài)，新技術(shù)更加有效，全面節(jié)省了人力成本。社會(huì)化大生產(chǎn)、人民生活水平不斷提高，對(duì)資源的需求量也在擴(kuò)大，只有充足的資源供給，才能轉(zhuǎn)化為更大的生產(chǎn)力，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展。我國(guó)的資源生產(chǎn)模式發(fā)生了較大轉(zhuǎn)變，礦產(chǎn)資源生產(chǎn)也需要與技術(shù)結(jié)合，全面實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化。新型技術(shù)應(yīng)用，使資源開(kāi)采效率得到了保證，開(kāi)采的安全性更高，穩(wěn)定性更好。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用對(duì)設(shè)備的要求非常嚴(yán)格，特別是對(duì)設(shè)備的性能、速度要求與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備不同，未來(lái)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為了標(biāo)配，在礦山開(kāi)采過(guò)程中發(fā)揮良好的作用。

1 智能技術(shù)的應(yīng)用在礦山電氣工程自動(dòng)化中的重要性

1.1 數(shù)據(jù)處理更加精準(zhǔn)

傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)人工參與活動(dòng)較多，設(shè)備速度不足，安全系數(shù)低，如果控制不當(dāng)，很容易出現(xiàn)安全事故，導(dǎo)致人員的傷亡。智能技術(shù)在礦山開(kāi)采中充分發(fā)揮了重要的作用。智能化技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的處理更加嚴(yán)密，通過(guò)自動(dòng)化控制，能夠自動(dòng)生成想要的各種文本圖形，極大提高了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化能力，使數(shù)據(jù)在生產(chǎn)中得到了有效利用。數(shù)據(jù)的生成不需進(jìn)行人工手動(dòng)輸入，都是由自動(dòng)化設(shè)備后臺(tái)運(yùn)行計(jì)算而來(lái)，有效解放了人工勞動(dòng)。人工作業(yè)耗時(shí)長(zhǎng)、易出錯(cuò)、數(shù)據(jù)核算難度大，傳統(tǒng)人工數(shù)據(jù)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)自動(dòng)化處理，大大改變了這一情況，使處理數(shù)據(jù)這一項(xiàng)工作的效率和準(zhǔn)確度有了全面的提高。

1.2 能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程控制

自動(dòng)化控制能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。對(duì)礦山電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)控和調(diào)試，是自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了重要的作用，從實(shí)際工作角度看，更符合電氣化生產(chǎn)需求。自動(dòng)化的控制對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視調(diào)試，同時(shí)，也能夠通過(guò)智能化技術(shù)對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，保證設(shè)備能夠在合理的區(qū)間運(yùn)行，與傳統(tǒng)的人工調(diào)試相比，智能化處理和調(diào)整更加精準(zhǔn)、效率更高，成本較低。

1.3 能夠進(jìn)行參數(shù)調(diào)整

一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的電氣控制技術(shù)設(shè)置的參數(shù)無(wú)法進(jìn)行調(diào)整，不利于設(shè)備的科學(xué)運(yùn)行，而通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，可以有效地做好參數(shù)的調(diào)整，對(duì)設(shè)備復(fù)雜動(dòng)態(tài)方程式進(jìn)行仿真構(gòu)建處理。一般動(dòng)態(tài)方程式是根據(jù)客戶(hù)要求建立的模型，難度較大，在運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題，而通過(guò)自動(dòng)化控制，就能夠?qū)Σ缓侠淼膮?shù)進(jìn)行變化調(diào)整，找出不合理的部分，使模型計(jì)算結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)度更高。智能技術(shù)應(yīng)用很大程度上能解決模型問(wèn)題，對(duì)其電氣系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單操控就能夠達(dá)到想要的效果。

1.4 有效節(jié)省生產(chǎn)成本

智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，能夠全面解放生產(chǎn)力，減少成本投入，使技術(shù)更能發(fā)揮作用。在無(wú)人控制方面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的優(yōu)化，降低人工作業(yè)容易出現(xiàn)的問(wèn)題，避免數(shù)據(jù)不精確對(duì)結(jié)果產(chǎn)生不良影響，有力提升了企業(yè)生產(chǎn)效益與經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的設(shè)備控制模式較為復(fù)雜，需要人工來(lái)完成各個(gè)部分的操作，難度較大，危險(xiǎn)性高，難以實(shí)現(xiàn)想要的結(jié)果，通過(guò)智能化操作，提高人力物力的效率，推動(dòng)了礦山生產(chǎn)水平的提升。

2 煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

2.1 自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用

當(dāng)前，我國(guó)技術(shù)發(fā)展水平越來(lái)越高，技術(shù)創(chuàng)新力也在增強(qiáng)，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，特別是在火電、核電、化工、石油、煤礦等行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)全覆蓋，技術(shù)在行業(yè)發(fā)展中的作用越發(fā)突出，顯現(xiàn)了技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這已經(jīng)得到了有效的印證。自動(dòng)化為煤炭行業(yè)整體發(fā)展提供自動(dòng)化、信息化的解決方案，極大地推動(dòng)了煤炭生產(chǎn)效率。

2.2 煤礦自動(dòng)化得到了全面應(yīng)用

在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)全面得到了開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，在煤炭生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮了積極作用通過(guò)自動(dòng)化控制，全面實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)的監(jiān)控、診斷和維護(hù)。確保了煤炭生產(chǎn)質(zhì)量與安全，煤礦整個(gè)平臺(tái)工作自動(dòng)化，全面減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)，提高了工作效率。計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠全面整合生產(chǎn)流程，保證信息化處理模式。我國(guó)非常重視煤炭生產(chǎn)的質(zhì)量與安全，已經(jīng)出臺(tái)了《煤礦自動(dòng)化規(guī)劃》，規(guī)劃要求新建礦井全部采用以建立綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為主導(dǎo)，推動(dòng)礦山自動(dòng)化控制和管理水平一步到位。對(duì)正在生產(chǎn)中的礦井，也要做好自動(dòng)化基礎(chǔ)建設(shè)，使自動(dòng)化成為未來(lái)發(fā)展的方向，通過(guò)全面集中治理，確保自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用更加普遍。較老的礦井自動(dòng)化改造要注意優(yōu)化，解決好老礦井自動(dòng)化基礎(chǔ)薄弱問(wèn)題，按“人本安全、提高效率、節(jié)能降耗”原則，不斷優(yōu)化系統(tǒng)建設(shè)，通過(guò)子系統(tǒng)的建設(shè)，全面提高自動(dòng)化應(yīng)用水平。

2.3 技術(shù)向集約化轉(zhuǎn)變

隨著技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，開(kāi)采技術(shù)也不斷得到優(yōu)化，從未來(lái)發(fā)展方向看，就是不斷通過(guò)引進(jìn)技術(shù)進(jìn)行提高。通過(guò)對(duì)其他行業(yè)應(yīng)用成熟的產(chǎn)品、技術(shù)引進(jìn)到煤炭生產(chǎn)中，進(jìn)而全面提高生產(chǎn)整體效率?？v觀國(guó)際煤礦業(yè)發(fā)展，自動(dòng)化已經(jīng)成為了發(fā)展的必然，更是煤炭未來(lái)發(fā)展必由之路。

3 煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化

3.1 優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)

要想全面做好電氣自動(dòng)化控制優(yōu)化，就要有效進(jìn)行系統(tǒng)的操作設(shè)計(jì)，全面提高系統(tǒng)功能，設(shè)備系統(tǒng)優(yōu)化和控制至關(guān)重要。通過(guò)良好的優(yōu)化，最大限度地實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化設(shè)備效率輸出，所以要在操作過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行基本情況有一個(gè)初步的把握，在原有基礎(chǔ)上，做好系統(tǒng)的更新與優(yōu)化處理，確保優(yōu)化內(nèi)容高于以往的運(yùn)行質(zhì)量。自動(dòng)化是能夠自動(dòng)識(shí)別環(huán)境特點(diǎn)的，那么，就需要對(duì)設(shè)備與環(huán)境的協(xié)調(diào)性做好優(yōu)化。礦井瓦斯?jié)舛葘?duì)人的影響較大，也是影響生產(chǎn)安全的危險(xiǎn)要素，只有實(shí)現(xiàn)良好的控制，才能確保安全，可以選擇較為輕便微型的設(shè)備來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，全面實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)優(yōu)化。水泵要根據(jù)礦井具體施工過(guò)程水位情況來(lái)設(shè)計(jì)，只有全面做好正確的評(píng)判，才能設(shè)定符合生產(chǎn)要求的參數(shù)。全面提高整體性能，以此滿(mǎn)足礦山工作的需要。未來(lái)技術(shù)不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)也會(huì)向礦井開(kāi)采的全方位、多功能上發(fā)展，全面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)提升。

3.2 優(yōu)化編程程序

自動(dòng)化程序?qū)υO(shè)備起到運(yùn)行保障的作用，要全面做好編程程序的選擇，使程序更加符合生產(chǎn)內(nèi)容需求。要根據(jù)編程方法的不同，全面做好編程處理。當(dāng)下，編程有手控編程程序、計(jì)算機(jī)編程程序、PLC系統(tǒng)編程程序三種類(lèi)型，不同的程序方式效率也不同。其中，手控編程程序效率低，但是能夠?qū)o急情況采取必要的措施，避免出現(xiàn)更大的事故，這種方法在技術(shù)發(fā)展中已逐漸被淘汰。PLC系統(tǒng)編程程序雖然保證了效率，但是，其應(yīng)用的范圍受限，范圍較窄，只有在采礦作業(yè)中，將PLC編程程序與計(jì)算機(jī)編程程序相結(jié)合進(jìn)行編程，才能進(jìn)一步提高使用效率，保證應(yīng)用的范圍。這種相結(jié)合的方式，雖然解決了應(yīng)用的問(wèn)題，但是成本過(guò)高，維護(hù)困難，所以程序選擇要根據(jù)不同的生產(chǎn)現(xiàn)況進(jìn)行，以此，全面提高編程的效果與質(zhì)量。

3.3 創(chuàng)新優(yōu)化系統(tǒng)軟件

軟件是設(shè)備運(yùn)行的主要驅(qū)動(dòng)，要全面做好軟件的建設(shè)，保證設(shè)備的良好的運(yùn)行。系統(tǒng)軟件優(yōu)化能夠從根本上提高生產(chǎn)速度，保證整體生產(chǎn)質(zhì)量。需要根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的情況，全面提高系統(tǒng)內(nèi)部軟件功能，使軟件組合裝配轉(zhuǎn)化成直觀圖表，有利于設(shè)備的合理運(yùn)轉(zhuǎn)。軟件系統(tǒng)優(yōu)化要全面考慮，不但要對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，更要在子系統(tǒng)上加以重視，無(wú)論是生產(chǎn)系統(tǒng)還是安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，必須要保證功能，比如，煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦井下排水監(jiān)控系統(tǒng)、礦用皮帶機(jī)集控系統(tǒng)、綜采工作面集控系統(tǒng)、輔助運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)等要做好優(yōu)化提升，以此，保證系統(tǒng)高效運(yùn)行。

3.4 創(chuàng)新優(yōu)化硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)是保證設(shè)備良好運(yùn)行的基礎(chǔ)，要充分做好硬件優(yōu)化升級(jí)，硬件包含輸入設(shè)備和輸出設(shè)備兩類(lèi)，要對(duì)輸入輸出設(shè)備做好優(yōu)化，不斷提高在惡劣環(huán)境下的適應(yīng)能力。對(duì)電路進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，全面提高電路優(yōu)化設(shè)計(jì)水平，一般電路上使用的設(shè)備是變壓器和濾波器，能夠?qū)﹄妷鹤龊糜行Э刂?。輸出電路采用繼電保護(hù)，進(jìn)一步提高電路運(yùn)行能力。為了更好地配合硬件建設(shè)，還需要對(duì)基礎(chǔ)控制產(chǎn)品及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，為設(shè)備運(yùn)行提供性能良好的專(zhuān)用控制器、礦用保護(hù)器、隔爆UPS、隔爆計(jì)算機(jī)、本安顯示屏、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、本安交換機(jī)、智能接入網(wǎng)關(guān)等。

3.5 優(yōu)化采煤機(jī)的可靠性

在生產(chǎn)過(guò)程中，主要使用的是大型采煤機(jī)，要全面保證可靠性，才能確保產(chǎn)量，維護(hù)安全。要通過(guò)市場(chǎng)對(duì)比，全面選擇優(yōu)良的設(shè)備，結(jié)合市場(chǎng)需求及高端設(shè)備國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)，全面創(chuàng)新產(chǎn)品形式，有效保證產(chǎn)品升級(jí)。采用與生產(chǎn)相匹配的設(shè)備，全面保證可靠性、安全性，通過(guò)大型高端機(jī)型應(yīng)用，帶動(dòng)工藝流程、技術(shù)環(huán)節(jié)創(chuàng)新。掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)遙感、定位、自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行的效果，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程控制，能夠有效減輕粉塵對(duì)人體傷害，減少矽肺病的發(fā)生。根據(jù)瓦斯?jié)舛炔煌?，則會(huì)自動(dòng)控制，確保掘進(jìn)速度均勻，這樣，就能夠避免瓦斯大量涌出，降低危險(xiǎn)性。掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)定位要程序操控，以此確保巷道走向正確。

4 智能技術(shù)在礦山電氣工程自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

4.1 在通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

礦產(chǎn)資源是不可再生資源，主要集中在地下，要想開(kāi)采出來(lái)，則需要進(jìn)行地下作業(yè)，工作環(huán)境惡劣、條件艱苦。為了全面保證生產(chǎn)安全，則要使用自動(dòng)化進(jìn)行控制，以此減少人力參與，提高生產(chǎn)效率。通風(fēng)情況關(guān)系到人的安全，那么就需要充分利用好智能技術(shù)VC+對(duì)礦山電氣自動(dòng)化技術(shù)加以改進(jìn)，建立多功能復(fù)合控制系統(tǒng)，以此，保證地下采礦遠(yuǎn)程距離感應(yīng)，及時(shí)做好安全控制，通過(guò)光纖傳輸達(dá)到通風(fēng)效果，保證地下作業(yè)的安全。

4.2 在采掘機(jī)控制中的應(yīng)用

開(kāi)采過(guò)程中，對(duì)采掘機(jī)容量大小有直接要求，容量大則生產(chǎn)量大，容量小則生產(chǎn)量小，所以設(shè)備的容量至關(guān)重要，更直接影響到礦企經(jīng)濟(jì)效益。提高采掘機(jī)容量能夠較好地提升挖掘效率，用智能技術(shù)進(jìn)行采掘機(jī)控制，能夠提高容量，超出普通采掘機(jī)容量幾倍甚至十幾倍，在大規(guī)模生產(chǎn)中，保證了安全。

4.3 在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

安全是企業(yè)的生命。在生產(chǎn)過(guò)程中，要全面保證安全，安全是企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)法逾越的紅線(xiàn)，只有實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全，才能確保生產(chǎn)質(zhì)量與效率。礦山電氣自動(dòng)化生產(chǎn)企業(yè)，一定要把安全放在第一位，對(duì)各個(gè)流程環(huán)節(jié)做好安全控制，不斷優(yōu)化系統(tǒng)。智能技術(shù)的應(yīng)用，全面提高了安全性，能夠?qū)ΦV山生產(chǎn)過(guò)程有效監(jiān)控，為礦山開(kāi)采保駕護(hù)航。

4.4 在設(shè)備故障分析和處理中的應(yīng)用

礦山電氣自動(dòng)化工程能夠全面對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障，通過(guò)后臺(tái)就能夠發(fā)現(xiàn)故障的點(diǎn)位，并對(duì)故障情況進(jìn)行快速分析，形成解決方案。電氣設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題較為常見(jiàn)，通過(guò)自動(dòng)化控制就能夠解決好這一問(wèn)題。電氣設(shè)備發(fā)生故障前，設(shè)備會(huì)出現(xiàn)一些征兆，要全面進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)征兆，快速解決，避免此類(lèi)故障擴(kuò)大導(dǎo)致更大的問(wèn)題發(fā)生。智能技術(shù)在電氣設(shè)備故障分析和處理上有一定的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)遺傳算法就能夠?qū)收锨闆r進(jìn)行分析，利用計(jì)算設(shè)定的參數(shù)，對(duì)現(xiàn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行精度對(duì)比，出現(xiàn)偏差，則表明設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)了問(wèn)題，很容易判斷電氣設(shè)備故障原因，全面保證了生產(chǎn)連續(xù)性，提高了安全性。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，智能化技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在各行各業(yè)中發(fā)揮重要的作用，礦山電氣自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面的應(yīng)用，大大提高了生產(chǎn)的速度與效率，解放了人力，減少企業(yè)運(yùn)行成本。礦山電氣自動(dòng)化生產(chǎn)速度更快準(zhǔn)確性更高、安全性良好，在各個(gè)方面都提高了開(kāi)采的質(zhì)量。當(dāng)前，我國(guó)自主技術(shù)研發(fā)水平還有潛力，要不斷學(xué)習(xí)國(guó)外高精尖技術(shù)，擺脫依賴(lài)，通過(guò)不斷創(chuàng)新，全面縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家差距，努力趕超，不斷研發(fā)出符合我國(guó)生產(chǎn)的技術(shù)和設(shè)備，從而提高我國(guó)礦山電氣工程整體自動(dòng)化水平，期待隨著時(shí)間的積累、技術(shù)的開(kāi)展，我們能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)偉大的目標(biāo)。