煤礦機(jī)電設(shè)備自動化集中控制技術(shù)

（陽泉煤業(yè)集團(tuán)長溝煤礦有限責(zé)任公司 山西 032700）

引言

目前，機(jī)電設(shè)備在煤礦生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮著不可替代的作用，其既可以確保煤礦開采工作的順利進(jìn)行，而且還可以節(jié)約煤礦企業(yè)的生產(chǎn)費用，進(jìn)而降低安全事故的發(fā)生率。通常情況下，煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率的高低將會直接決定煤礦開采效率和煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的高低。因此，在進(jìn)行煤礦開采過程中，要做好煤礦機(jī)電設(shè)備自動化控制工作，而集中控制技術(shù)不僅能夠降低設(shè)備故障的發(fā)生率，而且還可以提高煤礦開采效率。

1.集中控制總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

在進(jìn)行煤礦生產(chǎn)過程中，其調(diào)度、監(jiān)測及管理工作基本上在井上調(diào)度室內(nèi)進(jìn)行，并且煤礦井下調(diào)度室一般要求以井上調(diào)度室為中心，此時為了實現(xiàn)井上與井下的有效銜接，就需要借助集中控制技術(shù)，其主要是以CAN總線技術(shù)為主網(wǎng)，以實現(xiàn)CAN總線系統(tǒng)與組合開關(guān)的有效對接。在進(jìn)行集中控制總體結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，其主要是借助轉(zhuǎn)換器和網(wǎng)關(guān)的方式，來實現(xiàn)綜采工作面機(jī)電設(shè)備、上位機(jī)及單片機(jī)智能組合開關(guān)進(jìn)行連接，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建全新的集中控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)對煤礦井下綜采工作面的有效控制。

實際上，在集中控制技術(shù)中，上位機(jī)一般是指局域網(wǎng)通訊的主網(wǎng)，并且其他設(shè)備屬于從網(wǎng)，在具體運(yùn)行階段，主要是以單片機(jī)為控制中心，進(jìn)而實現(xiàn)對工作面的機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測和集中控制，且實時呈現(xiàn)電流、電壓等信息。集中控制系統(tǒng)工作流程如圖1所示。

圖1 集中控制系統(tǒng)工作流程示意圖

(1)硬件設(shè)計

借助HT6L1-400Z/1140組合電器測控技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對多路負(fù)荷的有效控制，而且還可以完成信號檢測、采集等工作，同時該技術(shù)還具備斷相、漏電閉鎖及短路等保護(hù)功能，主要是通過單機(jī)雙速、雙機(jī)雙速及多回路程序等方式來實現(xiàn)對煤礦機(jī)電設(shè)備自動化的有效控制。HT6L1-400Z/1140組合電器測控技術(shù)主要是由電磁閥控制箱、傳感器、遙控接收器、操作箱、顯示箱等組成，如圖2。

圖2 HT6L1-400Z/1140組合電器測控原理圖

(2)檢測軟件設(shè)計

①信息判斷與處理。該過程一般包括了對機(jī)電啟動程序、初始化程序、信息中斷程序等進(jìn)行有效的判斷與處理；

②LCD信息處理。該過程一般包括了LCD讀寫控制程序、LCD舒適化程序以及LCD使能控制程序等；

③信號信息處理與控制。該過程主要包括輸入案件防抖動、輸入信號數(shù)字濾波、程序接口、系統(tǒng)優(yōu)化等程序；

④PIC16F877單片機(jī)和RS232串行通信部分。該過程主要包括了VB6.0編寫出來的PC機(jī)顯示程序、PC機(jī)串口通信程序、PIC16F877單片機(jī)異步收發(fā)通信程序等。

2.集中控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備自動化中的應(yīng)用效果

(1)在礦井監(jiān)督和控制方面

在進(jìn)行煤礦生產(chǎn)過程中，安全事故是煤礦企業(yè)需要給予重點關(guān)注的問題，尤其是煤礦井下開采階段，極易誘發(fā)安全事故，不僅會危及井下作業(yè)人員的生命安全，而且還會對煤礦的正常開采產(chǎn)生不利影響。因此，在進(jìn)行煤礦開采階段，可以借助集中控制技術(shù)來提高礦井監(jiān)督和控制的效率，進(jìn)而保證煤礦開采工作的順利進(jìn)行。如今，在煤礦井下生產(chǎn)過程中，集中控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備自動化中得到廣泛應(yīng)用，其一般是借助煤礦機(jī)電設(shè)備與人工的互相合作、互相協(xié)調(diào)來有效提高煤礦開采效率。

然而，目前集中控制技術(shù)在礦井監(jiān)督和控制中還處于剛起步階段，大多數(shù)煤礦企業(yè)并未對該技術(shù)給予高度的重視，在一定程度上阻礙了該技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，這樣就極易出現(xiàn)錯誤報警情況，進(jìn)而誘發(fā)井下工作人員出現(xiàn)不良心理情緒，對煤礦開采的質(zhì)量和效率產(chǎn)生不利影響。為了使上述問題得到有效改善，就需要將集中控制技術(shù)科學(xué)、合理的運(yùn)用到礦井監(jiān)督和控制中，進(jìn)而有效提高煤礦機(jī)電設(shè)備自動化運(yùn)行效率。作為煤礦企業(yè)，還需要加強(qiáng)對集中控制技術(shù)的創(chuàng)新與研發(fā)，加大資金投入力度，這樣既可以有效規(guī)避井下安全事故的發(fā)生，如井下坍塌、瓦斯爆炸等，而且還可以確保機(jī)電設(shè)備自動化的安全、高效運(yùn)行，進(jìn)而有效提高煤礦井下作業(yè)效率，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)在煤礦運(yùn)輸方面

通常情況下，煤礦生產(chǎn)涉及到多個環(huán)節(jié)，而且不同環(huán)節(jié)之間保持著緊密的聯(lián)系，缺一不可。在煤礦生產(chǎn)中，煤炭運(yùn)輸是比較關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，其不僅可以確保煤礦生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且還可以有效提高煤礦生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高整煤礦生產(chǎn)的質(zhì)量。

實際上，煤礦生產(chǎn)屬于一項復(fù)雜性、系統(tǒng)性的工程，此時將集中控制技術(shù)應(yīng)用其中，既可以提高機(jī)電設(shè)備自動化水平，而且還可以提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。在煤礦運(yùn)輸環(huán)節(jié)，如果無法配合煤礦生產(chǎn)工作，將會在煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場誘發(fā)一系列的不良事件，最常見的就是煤炭大范圍聚集等，其既會對后續(xù)煤礦開采工作的進(jìn)行產(chǎn)生不利影響，而且還會影響煤礦生產(chǎn)的安全性、有效性。此時如果將機(jī)電設(shè)備自動化集中控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦運(yùn)輸之中，借助智能系統(tǒng)的集中控制可以對運(yùn)輸流程進(jìn)行一定的優(yōu)化和整合，而且還可以充分發(fā)揮煤礦運(yùn)輸相關(guān)設(shè)備的基本性能，進(jìn)而有效確保煤礦運(yùn)輸工作的順利進(jìn)行。同時，集中控制技術(shù)的應(yīng)用還可以有效規(guī)避煤炭大范圍聚集現(xiàn)象的出現(xiàn)，進(jìn)而提高煤礦運(yùn)輸調(diào)度效率，確保煤礦生產(chǎn)可以高效率、高質(zhì)量的完成。

(3)在煤礦開采工作方面

對于煤礦企業(yè)而言，傳統(tǒng)的煤礦開采主要是依托于人力，不僅需要消耗大量的時間，而且還會影響煤礦開采的進(jìn)度，影響煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。如今，隨著人們生活水平的提升和經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，對煤礦資源需求不斷增多，此時傳統(tǒng)的煤礦開采模式無法滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求，進(jìn)而需要對其進(jìn)行改革和創(chuàng)新，而在煤礦開采中自動化集中控制技術(shù)就會成為大勢所趨，其不僅可以彌補(bǔ)人力開采模式的缺陷和不足，而且還可以提高煤礦開采的效率。在煤礦開采過程中，提升機(jī)設(shè)備是不可或缺的組成部分，其重量和體積比較大，加之開采人員綜合素質(zhì)水平比較低，也會在一定程度上影響提升設(shè)備的運(yùn)行。然而，自動化集中控制技術(shù)在煤礦開采工作中被廣泛應(yīng)用后，不僅確保了提升設(shè)備的準(zhǔn)確度、精確度，而且還可以提高提升機(jī)設(shè)備應(yīng)用的安全性、穩(wěn)固性，有效提高了提升設(shè)備的運(yùn)行效率。

在進(jìn)行煤礦開采過程中，自動化集中控制技術(shù)的應(yīng)用，還可以更好的滿足經(jīng)濟(jì)社會對煤礦資源的基本需求，進(jìn)而滿足人們的工作和生活要求。此外，在煤礦開采階段，由于各方面因素的影響，也會增加安全事故的發(fā)生率，此時同樣可以借助自動化集中控制技術(shù)還完善自身的檢查功能，以便及時發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行各個環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的安全故障，并對其誘發(fā)因素進(jìn)行分析，以確保維修工作人員可以在短時間內(nèi)給予有效處理，從而確保機(jī)電設(shè)備的安全、高效運(yùn)行，進(jìn)一步提高煤礦開采的效率。

3.結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行煤礦開采過程中，集中控制技術(shù)在機(jī)電設(shè)備自動化中得到廣泛應(yīng)用，尤其是在礦井監(jiān)督和控制方面、煤礦運(yùn)輸方面、煤礦開采工作方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其既可以提高煤礦生產(chǎn)效率，而且還可以確保煤礦開采工作有條不紊的進(jìn)行。同時，集中控制技術(shù)的應(yīng)用，還可以及時發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備中存在的安全隱患，并采取有效措施給予解決，進(jìn)而有效提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。